HIDROLOGIA Capitulo 4-Diseño Acueducto

DDIISSEEÑÑOOSS SSIISSTTEEMMAA DDEE AACCUUEEDDUUCCTTOO

IINNFFOORRMMEE DDEE DDIISSEEÑÑOO

INFORME DE DISEÑO INFORME DE DISEÑO

Capitulo 4 Diseños Sistema de Acueducto 16

CONSORCIO Plan Maestro de Acueducto y alcantarillado (PMAA) de la cabecera municipal de Los Córdobas en el Departamento de Córdoba y sus estudios y diseños detallados y diseño de acueductos

veredales que se asocian al acueducto municipal

44.. DDIISSEEÑÑOOSS SSIISSTTEEMMAA DDEE AACCUUEEDDUUCCTTOO

En este capitulo, el Consultor presenta los diseños definitivos para cada uno de los

componentes del Sistema de Acueducto del Municipio de Los Córdobas

4.1 FUENTE DE ABASTECIMIENTO

4.1.1 Balance hídrico del embalse

Se realizó un análisis hídrico para estimar el volumen promedio acumulado de

aportes del embalse. El análisis se enfoca en establecer bajo las condiciones

climáticas predominantes, las características físicas que debería tener el embalse,

teniendo en cuenta el área tributaria, el comportamiento del mismo bajo las

demandas actuales y futuras de la población y las pérdidas por evapotranspiración.

El modelo matemático conceptual en su forma discreta para el cálculo del balance

hídrico está basado en la ecuación de conservación de masa.

T

SOI

∆

∆=−

Donde,

I: representa las entradas al volumen de control

O: representa las salidas del volumen de control

∆S/∆T: representa el cambio en el volumen de almacenamiento con el tiempo.

El volumen de control matemáticamente representa el embalse. El balance se

realiza mes a mes calculándose al final de cada uno el remanente de agua como la

diferencia entre los aportes y salidas ocurridas durante el mismo. De este modo se

llega al volumen embalsado al final del ciclo que deberá ser igual al volumen

inicial. A nivel anual, los aportes deben ser iguales a las salidas ocurridas dentro





del embalse para completar el balance hidrológico si no existieran pérdidas o falta

de agua en el sistema.

4.1.2 Capacidad del embalse

Basados en los resultados de la proyección de la población, selección del nivel de

complejidad del sistema y el horizonte de planeación, se determinó el

comportamiento temporal de la demanda para un período de diseño de 20 años,

considerando el caudal medio diario (Qmd) como cantidad de agua a evaluar, que

es la utilizada para diseñar la mayoría de los componentes del sistema.

En la Tabla 4.1 se presentan los resultados de los cálculos de la demanda, según la

población presentada al período de diseño.

Tabla 4. 1 Cálculo de la demanda al período de diseño con base en la población urbana y rural Pob. Urbana Pob. Rural Pob. Urbana y Rural

Años Qmd (l/s) Qmd (l/s) Qmd (l/s)

2006 8.32 5.61 13.94 2007 8.70 5.69 14.43 2008 9.03 5.76 14.83 2009 9.37 5.83 15.24 2010 9.72 5.91 15.67 2011 10.09 5.99 16.11 2012 10.47 6.06 16.57 2013 10.86 6.14 17.05 2014 11.27 6.22 17.54 2015 11.70 6.30 18.05 2016 12.15 6.39 18.58 2017 12.61 6.47 19.12 2018 13.09 6.56 19.69 2019 13.59 6.65 20.28 2020 14.11 6.74 20.88 2021 14.64 6.83 21.51 2022 15.20 6.92 22.17 2023 15.79 7.01 22.84 2024 16.39 7.11 23.54 2025 17.02 7.20 24.27 2026 17.57 7.30 24.87





El caudal estimado para abastecer tanto la población urbana como rural al año

2026 es de 24,87 L/s, considerando como población rural a los corregimientos de

Villa Luz, El Mamey, Brisas del Mar, Macondal y Galilea. El caudal demandado al

período de diseño de la población urbana es 17.57 L/s.

En la Figura 4.1 se muestra el área del embalse, así como la divisoria de aguas que

se tuvo en cuenta para determinar los aportes. El área total que se estimó como

aportante es de: 2.169.948 m2. El área del embalse actual es de: 36.034 m2.

Figura 4. 1 Área tributaria al embalse determinada con la divisoria de aguas

Para la obtención de la profundidad máxima a la cual se puede llevar el embalse se

realizaron dos perforaciones en el sitio de proyecto, específicamente en la zona

que se tiene para la expansión del mismo. En el primer apique se encontró una

roca bien consolidada a una profundidad de 3 metros. En el segundo apique se

encontró una arcilla impermeable a partir de los 3,5 metros de profundidad hasta

alcanzar profundidades mayores a los 5 metros.

En la Tabla 4.2 se muestra un análisis para estimar el volumen anual promedio de

aportes, el cual tiene un valor de 280140m3. Este volumen representa un caudal





promedio de 52838 m3/mes; es decir 20,39 L/s. Este caudal es aproximadamente

el demandado para el año 2019 (20,28 L/s), por la población.

Tabla 4. 2 Estimación del volumen de aportes anual al embalse

ESC (mm) Vol (m3/mes)Vol

PromedioDiferencia

Diferencias Acumuladas

(m3/Mes)

Volumenes disponibles

acumulados (m3/Mes)

Volumenes demanda

Acumulada (m3/Mes)

25.1 54466 52838 1627 54466 5283832.1 69655 52838 16817 124121 10567635.8 77684 52838 24846 201805 15851560.0 130197 52838 77359 332002 21135359.6 129329 52838 76491 461331 26419162.6 135839 52838 83001 597170 31702917.0 36889 52838 -15949 -15949 634059 3698680.0 0 52838 -52838 -68787 634059 4227060.0 0 52838 -52838 -121626 634059 4755440.0 0 52838 -52838 -174464 634059 5283820.0 0 52838 -52838 -227302 634059 5812210.0 0 52838 -52838 -280140 634059 634059

ENEFEBMAR

NOVDIC

MES

MAYJUNJULAGOSEPOCT

ABR

En la Figura 4.2 se muestra la curva de masa resultante de la tabla 4.2 de

estimación del volumen anual de aportes en el embalse. Esta curva de masa arroja

gráficamente el volumen que debe tener el embalse para acumular los aportes.

Diagrama de Masa

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

0 2 4 6 8 10 12

Tiempo (Mes)

Vo

lum

en A

cum

ula

do

(m3)

Volumenes disponibles acumulados(m3/Mes)Volumenes demanda Acumulada (m3/Mes)

Figura 4. 2 Diagrama de masa resultante del análisis de demanda





4.1.3 Curvas de capacidad del embalse

Una vez cuantificado el volumen equivalente a los aportes promedio acumulados

en un año, y teniendo en cuenta que los estudios de suelo arrojaron como estrato

impermeable profundidades de 3.5 metros en adelante, se estableció una

profundidad máxima de la represa como 5 metros y se procedió a determinar un

área total del espejo de agua del embalse, la cual resultó de 6.04 hectáreas. Esto

quiere decir que se debe expandir un área total de 3.58 Hectáreas, debido a que el

área actual de dicho espejo es de 2.46 Has. El embalse proyectado se realizó con

taludes del dique de 1:1, resultando un área de fondo de 5.6 hectáreas.

Una vez determinada la geometría del embalse a futuro se procedió a la realización

de las curvas de capacidad del embalse futuro, las cuales se aprecian en la Figura

4.3.

En la Tabla 4.3 se muestran los cálculos para las curvas de capacidad del embalse

ampliado y en la Figura 4.3 se muestran dichas curvas.

Tabla 4. 3 Estimación del volumen de aportes anual al embalse

Elevación Área Acum. Vol. Parcial Vol. Acumulado 0 54583 0.0 0.0

0.25 54876 13682.4 13682.4 0.5 55169 13755.6 27437.9 0.75 55462 13828.8 41266.7

1 55754 13902.0 55168.7 1.25 56047 13975.2 69143.9 1.5 56340 14048.4 83192.3 1.75 56633 14121.6 97314.0

2 56926 14194.8 111508.8 2.25 57219 14268.1 125776.9 2.5 57512 14341.3 140118.1 2.75 57804 14414.5 154532.6

3 58097 14487.7 169020.3 3.25 58390 14560.9 183581.2 3.5 58683 14634.1 198215.3 3.75 58976 14707.3 212922.7

4 59269 14780.5 227703.2 5 60440 59854.3 287557.5





Curvas de capacidad del embalse futuro de Los Córdobas

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Elevación (m)

Vo

lum

en (

m3)

5.400

5.500

5.600

5.700

5.800

5.900

6.000

6.100

Áre

a (H

as)

Curva Cota vs. Volumen Curva Cota vs. Área

Figura 4. 3 Curvas de capacidad del embalse a futuro

De acuerdo con las curvas de capacidad planteadas, se observa que el área y el

volumen del embalse tienen un crecimiento lineal; esto debido a que se

recomienda una excavación uniforme en toda el área de almacenamiento, por lo

tanto estas dimensiones crecen de manera uniforme y lineal.

4.1.4 Área tributaria al embalse

Se realizaron los balances hídricos año a año en el embalse hasta el período de

diseño para la demanda de agua esperada en la Tabla 4.1, con las consideraciones

de dejar un volumen mínimo equivalente al 8% del volumen total del embalse, el

cual representa una lámina de 40 centímetros de agua sobre el fondo, esto para

garantizar la succión. El área total de la hoya hidrográfica del embalse es de

2’169.948 m2, equivalente a 216.99 hectáreas.





4.1.5 Procedimiento de adecuación de la fuente de abastecimiento

Con el fin de planificar la adecuación de la fuente de abastecimiento de agua del

municipio de Los Córdobas al período de diseño, se planteó la Tabla 4.4, en la cual

se describen las actividades que se deben realizar en los años de 2007 y 2017 para

suplir la necesidad de agua las 24 horas del día tanto a la población urbana como

la población rural.

Tabla 4. 4 Resumen del procedimiento a seguir para la expansión del embalse

Año Actividad Población satisfecha

Años de satisfacción

2007 Expansión del embalse hasta un volumen equivalente al volumen de aportes

Urbana y rural 10

2017 Construcción de un embalse alterno y conexión de red de distribución rural a éste

Rural 10

2017 Desconectar a la población rural del embalse actual

Urbana Más de 10 años

Dado que el embalse existente no alcanza a suplir la necesidad actual de la

población urbana y rural, se debe expandir un volumen aproximado de 251524

m3. Se recomienda que se haga la expansión del embalse hasta el año 2017

debido a que si se planifica en varias etapas, la inicial debería excavar un volumen

estimado en 180000 m3 para suplir la necesidad actual de la población urbana y

rural durante las 24 horas del día todo el año. Adicional a esto, el manejo de aguas

que se debe tener en cuenta incrementaría los costos para las etapas venideras ya

que el área inundada en la actualidad debe ampliarse hasta alcanzar una

profundidad de 5 metros.

4.1.6 Comparación entre aportes y consumos al período de diseño considerando la población urbana y rural

En la Figura 4.4 se muestra un diagrama de barras en donde se comparan los

aportes y los consumos generados desde el año 2007 hasta el año 2026 teniendo





en cuenta que el caudal medio diario de consumo es el resultante de la demanda

de la población urbana y la rural. Se observa que a partir del año 2017 los

consumos son mayores que los aportes, por lo cual el embalse es insuficiente para

suplir las necesidades de la población. En la Tabla 4.5 se muestran los porcentajes

de sobrepaso de los consumos sobre los aportes en el embalse.

Tabla 4. 5 Porcentaje que sobrepasan los consumos a los aportes

Año % de sobrepaso

2017 -0.07 2018 3.03 2019 5.69 2020 8.23 2021 11.15 2022 14.17 2023 17.31 2024 19.65 2025 23.03 2026 25.81

Figura 4. 4 Comparación entre aportes y consumos considerando la población urbana y rural hasta el período de diseño, año 2026

Comparación entre aportes y consumos considerando la población urbana y rural

440000490000540000590000640000690000740000790000840000

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

Año

Vo

lum

en (

m3)

aportes

consumos





4.1.7 Comparación entre aportes y consumos al período de diseño considerando la población urbana y rural hasta el año 2017

Como los aportes fueron insuficientes para satisfacer tanto la demanda urbana

como la rural en el embalse ampliado, se realizaron los balances hídricos año a año

en el mismo embalse, pero considerando, después del año 2017, únicamente la

población urbana partiendo de la base que se puede construir un embalse alterno

después de este año en otro lugar para satisfacer la demanda rural.

En la Figura 4.5 se muestra un diagrama de barras en el cual se comparan los

aportes y los consumos en el embalse ampliado, teniendo en cuenta la población

urbana y rural hasta el año 2017 y únicamente la población urbana desde el año

2017 hasta el año 2026.

Se observa que los consumos disminuyeron en un 70.93% para el 2017 y en un

77.01% para el 2026.

En la Tabla 4.6 se muestran los porcentajes de los aportes que se consumen

teniendo en cuenta el año evaluado.

Tabla 4. 6 Porcentaje de los aportes que son consumidos

Año % de los aportes

2017 70.79 2018 72.99 2019 75.22 2020 77.53 2021 79.93 2022 82.43 2023 85.03 2024 87.73 2025 90.54 2026 92.96





Figura 4. 5 Comparación entre los aportes y consumos considerando la población urbana y rural hasta el año 2017 y únicamente la urbana a partir del año 2017 hasta el año 2026

Comparación entre aportes y consumos considerando la población urbana y rural hasta 2017 y urbana hasta 2026

440000490000540000590000640000690000740000790000840000

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

2023

2024

2025

2026

Año

Vo

lum

en (

m3)

aportes

consumos

A continuación se resumen los balances hídricos año a año hasta el período de

diseño. Se muestran los balances con la población urbana y rural hasta el 2026 y

con la población urbana a partir del año 2017 hasta el 2026.





Tabla 4. 7 Balance hídrico en el embalse ampliado para el año 2007, población urbana y rural

Esc Precip Total Domes Evap Total

MAY 233.8 25.1 141.9 0.400 55051.6 53083.9 12871.05 65954.96 37911 7812 45722 43237.1

JUN 174.5 32.1 142.4 0.752 55463.7 67874.9 9678.41 77553.36 37911 7898 45809 74981.8

JUL 102.6 35.8 140.2 1.304 56110.2 75675.4 5756.91 81432.30 37911 7867 45777 110636.8

AGO 201.5 60.0 141.6 1.924 56836.5 126786.7 11452.55 138239.24 37911 8048 45959 202917.3

SEP 201.5 59.6 139.0 3.528 58716.0 125829.4 11831.28 137660.71 37911 8162 46072 294505.9

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 37911 8504 46415 385485.6

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 37911 8456 46366 286536.0

DIC 54.3 0.0 143.8 4.982 60419.2 0.0 3280.76 3280.76 37911 8688 46599 243217.8

ENE 14.0 0.0 145.9 4.229 59536.9 0.0 833.52 833.52 37911 8686 46597 197454.2

FEB 16.1 0.0 149.9 3.433 58604.8 0.0 943.54 943.54 37911 8785 46695 151702.3

MAR 36.1 0.0 155.3 2.638 57672.9 0.0 2081.99 2081.99 37911 8957 46867 106917.0

ABR 103.6 0.0 150.3 1.859 56760.7 0.0 5880.41 5880.41 37911 8531 46442 66355.7

Mes Precip (mm) Esc (mm) ETP (mm) Cota (m)Área Inundada

(m2)Aportes (m3) Consumo (m3) Aportes - Consumo

(m3)

-45752.0

Vol. Acum

Disponible (m3)

-44785.3

20232.5

31744.7

35655.0

92280.6

91588.5

97928.1

-1021.5

-40561.4

-43318.2

-45763.6



MAY 233.8 25.1 141.9 1.154 55934.5 53061.7 13077.50 66139.23 38962 7937 46899 85595.7

JUN 174.5 32.1 142.4 1.488 56326.4 67847.3 9828.96 77676.21 38962 8021 46983 116289.0

JUL 102.6 35.8 140.2 2.022 56951.6 75645.3 5843.23 81488.50 38962 7985 46947 150830.9

AGO 201.5 60.0 141.6 2.623 57655.1 126737.6 11617.51 138355.08 38962 8164 47126 242059.9

SEP 201.5 59.6 139.0 4.209 59513.3 125781.9 11991.93 137773.84 38962 8272 47234 332599.4

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 38962 8504 47466 384434.2

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 38962 8456 47418 285484.6

DIC 54.3 0.0 143.8 4.964 60397.8 0.0 3279.60 3279.60 38962 8685 47647 241116.9

ENE 14.0 0.0 145.9 4.192 59494.1 0.0 832.92 832.92 38962 8680 47642 194307.6

FEB 16.1 0.0 149.9 3.379 58540.7 0.0 942.50 942.50 38962 8775 47737 147512.8

MAR 36.1 0.0 155.3 2.565 57587.6 0.0 2078.91 2078.91 38962 8943 47905 101686.3

ABR 103.6 0.0 150.3 1.768 56654.2 0.0 5869.37 5869.37 38962 8515 47477 60078.5-41607.8

-44367.7

-46809.3

-46794.8

-45826.5

91229.1

90539.4

96876.7

-2072.9

19240.1

30693.3

34541.8

Aportes - Consumo

(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)Mes Precip (mm) Esc (mm) ETP (mm) Cota (m)

Área Inundada

(m2)Aportes (m3) Consumo (m3)







MAY 233.8 25.1 141.9 1.045 55806.7 53064.9 13047.60 66112.55 40050 7919 47969 78221.9

JUN 174.5 32.1 142.4 1.360 56176.2 67852.1 9802.75 77654.83 40050 7999 48050 107827.0

JUL 102.6 35.8 140.2 1.875 56779.2 75651.4 5825.55 81476.99 40050 7960 48011 141293.3

AGO 201.5 60.0 141.6 2.457 57460.9 126749.2 11578.37 138327.59 40050 8136 48187 231434.2

SEP 201.5 59.6 139.0 4.024 59296.9 125794.8 11948.32 137743.13 40050 8242 48292 320884.9

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 40050 8504 48554 383346.0

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 40050 8456 48506 284396.4

DIC 54.3 0.0 143.8 4.945 60375.6 0.0 3278.40 3278.40 40050 8682 48732 238942.6

ENE 14.0 0.0 145.9 4.155 59449.8 0.0 832.30 832.30 40050 8674 48724 191050.9

FEB 16.1 0.0 149.9 3.322 58474.3 0.0 941.44 941.44 40050 8765 48816 143176.8

MAR 36.1 0.0 155.3 2.490 57499.2 0.0 2075.72 2075.72 40050 8930 48980 96272.7

ABR 103.6 0.0 150.3 1.674 56543.9 0.0 5857.95 5857.95 40050 8499 48549 53581.9-42690.8

-45453.8

-47891.7

-47874.1

-46904.1

90140.9

89450.6

95788.5

-3161.1

18143.4

29605.1

33466.3

Aportes - Consumo

(m3)

Vol. Acum


Área Inundada




MAY 233.8 25.1 141.9 0.932 55674.4 53068.3 13016.67 66084.93 41177 7900 49077 70590.1

JUN 174.5 32.1 142.4 1.227 56020.8 67857.1 9775.63 77632.69 41177 7977 49154 99068.8

JUL 102.6 35.8 140.2 1.723 56600.8 75657.8 5807.25 81465.07 41177 7935 49112 131421.9

AGO 201.5 60.0 141.6 2.285 57259.8 126761.3 11537.85 138299.14 41177 8108 49285 220436.5

SEP 201.5 59.6 139.0 3.833 59072.9 125808.2 11903.18 137711.34 41177 8211 49388 308760.2

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 41177 8504 49680 382219.7

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 41177 8456 49632 283270.1

DIC 54.3 0.0 143.8 4.925 60352.7 0.0 3277.15 3277.15 41177 8679 49855 236692.0

ENE 14.0 0.0 145.9 4.116 59404.0 0.0 831.66 831.66 41177 8667 49844 187680.0

FEB 16.1 0.0 149.9 3.263 58405.7 0.0 940.33 940.33 41177 8755 49932 138688.8

MAR 36.1 0.0 155.3 2.411 57407.8 0.0 2072.42 2072.42 41177 8915 50092 90669.2

ABR 103.6 0.0 150.3 1.577 56429.8 0.0 5846.12 5846.12 41177 8481 49658 46857.4-43811.8

-46578.1

-49011.9

-48991.2

-48019.6

89014.6

88323.7

94662.2

-4287.4

17008.2

28478.8

32353.1

Aportes - Consumo

(m3)

Vol. Acum


Área Inundada








MAY 233.8 25.1 141.9 0.815 55537.4 53071.7 12984.64 66056.35 42342 7881 50223 62690.6

JUN 174.5 32.1 142.4 1.090 55859.9 67862.2 9747.55 77609.78 42342 7954 50297 90003.4

JUL 102.6 35.8 140.2 1.565 56416.2 75664.4 5788.30 81452.74 42342 7910 50252 121204.2

AGO 201.5 60.0 141.6 2.107 57051.7 126773.8 11495.92 138269.70 42342 8079 50421 209052.9

SEP 201.5 59.6 139.0 3.635 58841.0 125822.0 11856.46 137678.44 42342 8179 50521 296210.0

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 42342 8504 50846 381053.8

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 42342 8456 50798 282104.2

DIC 54.3 0.0 143.8 4.905 60328.9 0.0 3275.86 3275.86 42342 8675 51018 234362.3

ENE 14.0 0.0 145.9 4.075 59356.5 0.0 830.99 830.99 42342 8660 51003 184190.7

FEB 16.1 0.0 149.9 3.203 58334.6 0.0 939.19 939.19 42342 8744 51087 134043.0

MAR 36.1 0.0 155.3 2.331 57313.2 0.0 2069.01 2069.01 42342 8901 51243 84868.8

ABR 103.6 0.0 150.3 1.476 56311.6 0.0 5833.88 5833.88 42342 8464 50806 39896.6-44972.2

-47741.9

-50171.6

-50147.6

-49174.2

87848.7

87157.1

93496.3

-5453.3

15833.1

27312.9

31200.7

Aportes - Consumo

(m3)

Vol. Acum


Área Inundada




MAY 233.8 25.1 141.9 0.694 55395.6 53075.3 12951.50 66026.76 43549 7861 51410 54513.3

JUN 174.5 32.1 142.4 0.948 55693.3 67867.6 9718.49 77586.06 43549 7931 51480 80619.1

JUL 102.6 35.8 140.2 1.402 56225.1 75671.3 5768.69 81439.97 43549 7883 51432 110626.9

AGO 201.5 60.0 141.6 1.924 56836.3 126786.7 11452.51 138239.21 43549 8048 51597 197268.6

SEP 201.5 59.6 139.0 3.430 58601.0 125836.3 11808.10 137644.38 43549 8146 51695 283218.0

OCT 203.3 62.6 140.7 4.925 60351.6 132060.7 12269.48 144330.22 43549 8491 52041 375507.3

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 43549 8456 52005 280897.1

DIC 54.3 0.0 143.8 4.884 60304.3 0.0 3274.53 3274.53 43549 8672 52221 231950.4

ENE 14.0 0.0 145.9 4.033 59307.4 0.0 830.30 830.30 43549 8653 52202 180578.3

FEB 16.1 0.0 149.9 3.140 58261.0 0.0 938.00 938.00 43549 8733 52283 129233.5

MAR 36.1 0.0 155.3 2.247 57215.2 0.0 2065.47 2065.47 43549 8886 52435 78864.0

ABR 103.6 0.0 150.3 1.371 56189.3 0.0 5821.21 5821.21 43549 8445 51995 32690.5-46173.5

-48946.7

-51372.1

-51344.8

-50369.5

86641.7

85949.4

92289.3

-6660.4

14616.7

26105.9

30007.8

Aportes - Consumo

(m3)

Vol. Acum


Área Inundada








MAY 233.8 25.1 141.9 0.568 55248.8 53078.9 12917.18 65996.13 44799 7840 52639 46047.7

JUN 174.5 32.1 142.4 0.801 55520.9 67873.1 9688.40 77561.51 44799 7906 52705 70903.9

JUL 102.6 35.8 140.2 1.233 56027.2 75678.4 5748.39 81426.75 44799 7855 52654 99676.5

AGO 201.5 60.0 141.6 1.733 56613.2 126800.1 11407.56 138207.65 44799 8016 52816 185068.6

SEP 201.5 59.6 139.0 3.218 58352.5 125851.1 11758.03 137609.12 44799 8111 52910 269767.6

OCT 203.3 62.6 140.7 4.691 60077.7 132077.9 12213.79 144291.67 44799 8453 53252 360807.2

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 44799 8456 53255 279647.5

DIC 54.3 0.0 143.8 4.862 60278.9 0.0 3273.14 3273.14 44799 8668 53467 229453.4

ENE 14.0 0.0 145.9 3.990 59256.5 0.0 829.59 829.59 44799 8646 53445 176838.3

FEB 16.1 0.0 149.9 3.075 58184.9 0.0 936.78 936.78 44799 8722 53521 124254.1

MAR 36.1 0.0 155.3 2.161 57113.8 0.0 2061.81 2061.81 44799 8870 53669 72647.0

ABR 103.6 0.0 150.3 1.263 56062.7 0.0 5808.09 5808.09 44799 8426 53225 25229.7

-50194.1

-52615.1

-52584.3

85392.1

84699.0

91039.6

-7910.0

13357.2

24856.2

28772.6

Aportes - Consumo

(m3)

Vol. Acum


Área Inundada


-51607.1

-47417.3



MAY 233.8 25.1 141.9 0.439 55096.9 53082.8 12881.65 65964.41 46093 7818 53911 37282.9

JUN 174.5 32.1 142.4 0.648 55342.4 67878.8 9657.25 77536.09 46093 7881 53974 60845.1

JUL 102.6 35.8 140.2 1.058 55822.3 75685.7 5727.37 81413.07 46093 7826 53919 88338.9

AGO 201.5 60.0 141.6 1.536 56382.3 126813.9 11361.03 138174.97 46093 7984 54077 172437.1

SEP 201.5 59.6 139.0 2.998 58095.2 125866.4 11706.19 137572.61 46093 8075 54168 255841.4

OCT 203.3 62.6 140.7 4.449 59794.0 132095.6 12156.12 144251.76 46093 8413 54506 345587.1

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 46093 8456 54549 278353.6

DIC 54.3 0.0 143.8 4.840 60252.5 0.0 3271.71 3271.71 46093 8664 54757 226867.9

ENE 14.0 0.0 145.9 3.945 59203.9 0.0 828.85 828.85 46093 8638 54731 172965.9

FEB 16.1 0.0 149.9 3.008 58106.0 0.0 935.51 935.51 46093 8710 54803 119098.2

MAR 36.1 0.0 155.3 2.071 57008.8 0.0 2058.02 2058.02 46093 8853 54947 66209.7

ABR 103.6 0.0 150.3 1.151 55931.6 0.0 5794.51 5794.51 46093 8407 54500 17504.7



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

12053.1

23562.3

27493.7

84098.2

83404.3

89745.7

-9203.9

-51485.7

-53902.0

-53867.6

-52888.5

-48705.1







MAY 233.8 25.1 141.9 0.304 54939.5 53086.7 12844.86 65931.58 47433 7796 55229 28207.4

JUN 174.5 32.1 142.4 0.490 55157.5 67884.8 9624.99 77509.76 47433 7854 55287 50429.8

JUL 102.6 35.8 140.2 0.877 55610.2 75693.3 5705.60 81398.90 47433 7797 55229 76599.3

AGO 201.5 60.0 141.6 1.332 56143.2 126828.3 11312.85 138141.14 47433 7950 55383 159357.6

SEP 201.5 59.6 139.0 2.771 57828.8 125882.3 11652.51 137534.81 47433 8038 55471 241421.3

OCT 203.3 62.6 140.7 4.198 59500.3 132114.0 12096.41 144210.44 47433 8372 55805 329827.1

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 47433 8456 55888 277013.7

DIC 54.3 0.0 143.8 4.817 60225.2 0.0 3270.23 3270.23 47433 8660 56093 224190.6

ENE 14.0 0.0 145.9 3.898 59149.3 0.0 828.09 828.09 47433 8630 56063 168955.9

FEB 16.1 0.0 149.9 2.938 58024.3 0.0 934.19 934.19 47433 8698 56131 113759.3

MAR 36.1 0.0 155.3 1.978 56900.1 0.0 2054.09 2054.09 47433 8837 56270 59543.9

ABR 103.6 0.0 150.3 1.035 55795.8 0.0 5780.44 5780.44 47433 8386 55819 9505.3



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

10702.7

22222.4

26169.4

82758.3

82063.7

88405.8

-10543.8

-52823.1

-55234.7

-55196.6

-54215.4

-50038.6



MAY 233.8 25.1 141.9 0.165 54776.6 53090.8 12806.77 65897.57 48821 7773 56593 18809.6

JUN 174.5 32.1 142.4 0.327 54966.1 67890.9 9591.59 77482.51 48821 7827 56648 39644.4

JUL 102.6 35.8 140.2 0.689 55390.5 75701.2 5683.06 81384.22 48821 7766 56586 64442.4

AGO 201.5 60.0 141.6 1.121 55895.6 126843.1 11262.96 138106.10 48821 7915 56735 145813.2

SEP 201.5 59.6 139.0 2.535 57552.9 125898.7 11596.92 137495.66 48821 8000 56820 226488.4

OCT 203.3 62.6 140.7 3.938 59196.1 132133.1 12034.58 144167.64 48821 8329 57149 313506.7

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 48821 8456 57276 275626.1

DIC 54.3 0.0 143.8 4.793 60197.0 0.0 3268.70 3268.70 48821 8656 57477 221418.0

ENE 14.0 0.0 145.9 3.850 59092.9 0.0 827.30 827.30 48821 8622 57442 164803.1

FEB 16.1 0.0 149.9 2.866 57939.7 0.0 932.83 932.83 48821 8685 57506 108230.3

MAR 36.1 0.0 155.3 1.882 56787.4 0.0 2050.03 2050.03 48821 8819 57640 52640.7

ABR 103.6 0.0 150.3 0.915 55655.2 0.0 5765.88 5765.88 48821 8365 57185 1221.1



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

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20834.8

24798.0

81370.8

80675.3

87018.2

-11931.4

-54208.1

-56614.9

-56572.8

-55589.6

-51419.6







MAY 233.8 25.1 141.9 0.021 54607.9 53095.0 12767.32 65862.36 50258 7749 58006 9077.0

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JUL 102.6 35.8 140.2 0.495 55163.0 75709.3 5659.72 81369.03 50258 7734 57991 51852.3

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SEP 201.5 59.6 139.0 2.291 57267.2 125915.8 11539.35 137455.12 50258 7960 58218 211023.4

OCT 203.3 62.6 140.7 3.669 58881.1 132152.8 11970.54 144123.32 50258 8285 58542 296604.5

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 50258 8456 58713 274189.0

DIC 54.3 0.0 143.8 4.768 60167.7 0.0 3267.11 3267.11 50258 8652 58910 218546.4

ENE 14.0 0.0 145.9 3.800 59034.4 0.0 826.48 826.48 50258 8613 58871 160502.1

FEB 16.1 0.0 149.9 2.791 57852.1 0.0 931.42 931.42 50258 8672 58930 102503.9

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ABR 103.6 0.0 150.3 0.791 55509.6 0.0 5750.79 5750.79 50258 8343 58601 -7358.8



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

7855.9

19397.7

23377.6

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-13368.5

-55642.6

-58044.2

-57998.2

-57012.8

-52849.9



MAY 233.8 25.1 141.9 0.000 0.0 54465.7 0.00 54465.69 51746 0 51746 2719.6

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ENE 14.0 0.0 145.9 3.666 58877.4 0.0 824.28 824.28 51746 8590 60336 151326.7

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(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

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21900.8

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-14857.0

-57119.8

-59512.1

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-58475.5

-54326.9







MAY 233.8 25.1 141.9 0.000 0.0 54465.7 0.00 54465.69 53288 0 53288 1177.7

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SEP 201.5 59.6 139.0 1.996 56921.5 125936.4 11469.68 137406.06 53288 7912 61200 191017.7

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ENE 14.0 0.0 145.9 3.452 58626.6 0.0 820.77 820.77 53288 8554 61842 137506.5

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(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

1177.7

16367.3

20363.5

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76205.9

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-16398.9

-58642.0

-61020.9

-60966.0

-59980.2

-55852.8



MAY 233.8 25.1 141.9 0.000 0.0 54465.7 0.00 54465.69 54885 0 54885 -419.7

JUN 174.5 32.1 142.4 0.000 0.0 69655.3 0.00 69655.33 54885 0 54885 14769.9

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OCT 203.3 62.6 140.7 3.190 58319.6 132187.9 11856.38 144044.32 54885 8206 63091 264407.8

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ENE 14.0 0.0 145.9 3.237 58375.4 0.0 817.26 817.26 54885 8517 63402 123606.7

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ABR 103.6 0.0 150.3 0.000 0.0 0.0 0.00 0.00 54885 0 54885 -54885.4



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

-419.7

14769.9

18770.3

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74608.2

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-17996.3

-60219.8

-62585.1

-62525.4

-61540.0

-54885.4







MAY 233.8 25.1 141.9 0.000 0.0 54465.7 0.00 54465.69 56540 0 56540 -2074.6

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OCT 203.3 62.6 140.7 3.075 58184.8 132196.4 11828.98 144025.35 56540 8187 64727 256135.5

NOV 156.9 17.0 139.9 4.454 59800.0 35872.5 9382.62 45255.13 56540 8366 64906 236484.3

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ENE 14.0 0.0 145.9 3.036 58139.8 0.0 813.96 813.96 56540 8483 65023 110418.8

FEB 16.1 0.0 149.9 1.920 56832.0 0.0 915.00 915.00 56540 8519 65059 46274.4

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ABR 103.6 0.0 150.3 0.000 0.0 0.0 0.00 0.00 56540 0 56540 -56540.3



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

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13115.0

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-19651.2

-61856.6

-64208.9

-64144.4

-63158.9

-56540.3



MAY 233.8 25.1 141.9 0.000 0.0 54465.7 0.00 54465.69 58255 0 58255 -3789.3

JUN 174.5 32.1 142.4 0.000 0.0 69655.3 0.00 69655.33 58255 0 58255 11400.4

JUL 102.6 35.8 140.2 0.198 54815.2 75721.8 5624.04 81345.79 58255 7685 65940 26806.1

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SEP 201.5 59.6 139.0 1.717 56594.2 125955.9 11403.73 137359.62 58255 7867 66122 169980.5

OCT 203.3 62.6 140.7 2.956 58045.2 132205.1 11800.59 144005.70 58255 8167 66422 247564.3

NOV 156.9 17.0 139.9 4.305 59625.4 35875.5 9355.23 45230.71 58255 8342 66597 226198.5

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ENE 14.0 0.0 145.9 2.828 57895.8 0.0 810.54 810.54 58255 8447 66702 96754.5

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(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

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-58255.0







MAY 233.8 25.1 141.9 0.000 0.0 54465.7 0.00 54465.69 60032 0 60032 -5566.0

JUN 174.5 32.1 142.4 0.000 0.0 69655.3 0.00 69655.33 60032 0 60032 9623.6

JUL 102.6 35.8 140.2 0.167 54779.0 75723.0 5620.33 81343.38 60032 7680 67712 23255.2

AGO 201.5 60.0 141.6 0.404 55056.7 126893.5 11093.92 137987.40 60032 7796 67828 93414.9

SEP 201.5 59.6 139.0 1.624 56485.7 125962.4 11381.87 137344.22 60032 7852 67883 162875.8

OCT 203.3 62.6 140.7 2.832 57900.5 132214.2 11771.17 143985.34 60032 8147 68178 238682.8

NOV 156.9 17.0 139.9 4.150 59444.5 35878.6 9326.84 45205.40 60032 8316 68348 215540.2

DIC 54.3 0.0 143.8 3.748 58973.1 0.0 3202.24 3202.24 60032 8480 68512 150230.4

ENE 14.0 0.0 145.9 2.612 57642.9 0.0 807.00 807.00 60032 8410 68442 82595.5

FEB 16.1 0.0 149.9 1.436 56265.3 0.0 905.87 905.87 60032 8434 68466 15035.5

MAR 36.1 0.0 155.3 0.261 54889.2 0.0 1981.50 1981.50 60032 8524 68556 -51539.0

ABR 103.6 0.0 150.3 0.000 0.0 0.0 0.00 0.00 60032 0 60032 -60031.7



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

-5566.0

9623.6

13631.6

70159.6

69461.0

75807.0

-23142.6

-65309.8

-67634.8

-67560.0

-66574.5

-60031.7



MAY 233.8 25.1 141.9 0.000 0.0 54465.7 0.00 54465.69 61873 0 61873 -7407.3

JUN 174.5 32.1 142.4 0.000 0.0 69655.3 0.00 69655.33 61873 0 61873 7782.4

JUL 102.6 35.8 140.2 0.135 54741.5 75724.4 5616.48 81340.87 61873 7675 69548 19575.5

AGO 201.5 60.0 141.6 0.340 54981.7 126898.0 11078.82 137976.79 61873 7785 69658 87893.9

SEP 201.5 59.6 139.0 1.528 56373.2 125969.1 11359.21 137328.26 61873 7836 69709 155513.3

OCT 203.3 62.6 140.7 2.704 57750.5 132223.6 11740.68 143964.24 61873 8125 69998 229479.1

NOV 156.9 17.0 139.9 3.990 59257.1 35881.7 9297.43 45179.18 61873 8290 70163 204495.2

DIC 54.3 0.0 143.8 3.556 58748.2 0.0 3190.03 3190.03 61873 8448 70321 137364.2

ENE 14.0 0.0 145.9 2.388 57380.8 0.0 803.33 803.33 61873 8372 70245 67922.7

FEB 16.1 0.0 149.9 1.181 55966.5 0.0 901.06 901.06 61873 8389 70262 -1438.6

MAR 36.1 0.0 155.3 0.000 0.0 0.0 0.00 0.00 61873 0 61873 -61873.0

ABR 103.6 0.0 150.3 0.000 0.0 0.0 0.00 0.00 61873 0 61873 -61873.0



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

-7407.3

7782.4

11793.1

68318.4

67619.4

73965.8

-24983.9

-67130.9

-69441.5

-69361.3

-61873.0

-61873.0







MAY 233.8 25.1 141.9 0.000 0.0 54465.7 0.00 54465.69 63781 0 63781 -9315.5

JUN 174.5 32.1 142.4 0.000 0.0 69655.3 0.00 69655.33 63781 0 63781 5874.1

JUL 102.6 35.8 140.2 0.102 54702.6 75725.8 5612.49 81338.28 63781 7669 71451 15761.9

AGO 201.5 60.0 141.6 0.274 54904.0 126902.6 11063.16 137965.80 63781 7774 71556 82172.1

SEP 201.5 59.6 139.0 1.429 56256.7 125976.0 11335.72 137311.73 63781 7820 71601 147883.0

OCT 203.3 62.6 140.7 2.571 57595.1 132233.3 11709.08 143942.37 63781 8104 71885 219940.5

NOV 156.9 17.0 139.9 3.824 59062.8 35885.0 9266.95 45152.00 63781 8263 72044 193048.4

DIC 54.3 0.0 143.8 3.357 58515.0 0.0 3177.37 3177.37 63781 8414 72196 124030.2

ENE 14.0 0.0 145.9 2.157 57109.3 0.0 799.53 799.53 63781 8332 72113 52716.3

FEB 16.1 0.0 149.9 0.917 55656.7 0.0 896.07 896.07 63781 8343 72124 -18511.8

MAR 36.1 0.0 155.3 0.000 0.0 0.0 0.00 0.00 63781 0 63781 -63781.2

ABR 103.6 0.0 150.3 0.000 0.0 0.0 0.00 0.00 63781 0 63781 -63781.2



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

-9315.5

5874.1

9887.8

66410.2

65710.9

72057.6

-26892.1

-69018.3

-71313.9

-71228.1

-63781.2

-63781.2



MAY 233.8 25.1 141.9 0.000 0.0 54465.7 0.00 54465.69 65348 0 65348 -10882.3

JUN 174.5 32.1 142.4 0.000 0.0 69655.3 0.00 69655.33 65348 0 65348 4307.4

JUL 102.6 35.8 140.2 0.075 54670.7 75726.9 5609.22 81336.14 65348 7665 73013 12630.7

AGO 201.5 60.0 141.6 0.220 54840.3 126906.5 11050.31 137956.78 65348 7765 73113 77474.1

SEP 201.5 59.6 139.0 1.347 56161.0 125981.7 11316.44 137298.15 65348 7806 73154 141617.9

OCT 203.3 62.6 140.7 2.462 57467.5 132241.3 11683.14 143924.42 65348 8086 73434 212108.7

NOV 156.9 17.0 139.9 3.688 58903.3 35887.8 9241.92 45129.68 65348 8241 73589 183649.8

DIC 54.3 0.0 143.8 3.193 58323.6 0.0 3166.97 3166.97 65348 8387 73735 113081.9

ENE 14.0 0.0 145.9 1.966 56886.3 0.0 796.41 796.41 65348 8300 73648 40230.7

FEB 16.1 0.0 149.9 0.700 55402.4 0.0 891.98 891.98 65348 8305 73653 -32530.2

MAR 36.1 0.0 155.3 0.000 0.0 0.0 0.00 0.00 65348 0 65348 -65348.0

ABR 103.6 0.0 150.3 0.000 0.0 0.0 0.00 0.00 65348 0 65348 -65348.0



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

-10882.3

4307.4

8323.3

64843.4

64143.8

70490.8

-28458.9

-70567.9

-72851.3

-72760.8

-65348.0

-65348.0





Tabla 4. 27 Balance hídrico en el embalse ampliado para el año 2017, población urbana


MAY 233.8 25.1 141.9 0.021 54607.9 53095.0 12767.32 65862.36 33134 7749 40883 26200.9

JUN 174.5 32.1 142.4 0.456 55116.7 67886.1 9617.86 77503.94 33134 7849 40982 62722.5

JUL 102.6 35.8 140.2 1.091 55860.5 75684.3 5731.29 81415.62 33134 7832 40965 103172.7

AGO 201.5 60.0 141.6 1.794 56684.4 126795.8 11421.91 138217.73 33134 8027 41160 200230.2

SEP 201.5 59.6 139.0 3.482 58661.3 125832.7 11820.25 137652.94 33134 8154 41288 296595.4

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 33134 8504 41638 390262.5

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 33134 8456 41589 291312.9

DIC 54.3 0.0 143.8 5.000 60440.0 0.0 3281.89 3281.89 33134 8691 41825 249014.4

ENE 14.0 0.0 145.9 4.330 59654.9 0.0 835.17 835.17 33134 8704 41837 208012.1

FEB 16.1 0.0 149.9 3.617 58819.8 0.0 947.00 947.00 33134 8817 41951 167008.3

MAR 36.1 0.0 155.3 2.904 57984.6 0.0 2093.25 2093.25 33134 9005 42139 126962.8

ABR 103.6 0.0 150.3 2.208 57169.0 0.0 5922.71 5922.71 33134 8592 41726 91159.3



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

24979.8

36521.6

40450.2

97057.5

96365.3

102705.0

3755.4

-38543.1

-41002.2

-41003.8

-40045.5

-35803.5



MAY 233.8 25.1 141.9 1.585 56439.7 53049.1 13195.61 66244.67 34395 8009 42404 114999.7

JUN 174.5 32.1 142.4 2.000 56925.3 67828.0 9933.47 77761.50 34395 8106 42502 150259.5

JUL 102.6 35.8 140.2 2.613 57643.5 75620.5 5914.22 81534.72 34395 8082 42477 189317.2

AGO 201.5 60.0 141.6 3.292 58439.0 126690.5 11775.46 138466.00 34395 8275 42670 285112.8

SEP 201.5 59.6 139.0 4.957 60390.2 125729.6 12168.63 137898.27 34395 8394 42790 380221.3

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 34395 8504 42899 389000.8

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 34395 8456 42851 290051.2

DIC 54.3 0.0 143.8 5.000 60440.0 0.0 3281.89 3281.89 34395 8691 43087 247752.7

ENE 14.0 0.0 145.9 4.308 59629.3 0.0 834.81 834.81 34395 8700 43095 205492.1

FEB 16.1 0.0 149.9 3.573 58768.5 0.0 946.17 946.17 34395 8809 43205 163233.4

MAR 36.1 0.0 155.3 2.838 57907.8 0.0 2090.47 2090.47 34395 8993 43389 121935.4

ABR 103.6 0.0 150.3 2.120 57066.6 0.0 5912.10 5912.10 34395 8577 42973 84874.9



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

23840.4

35259.9

39057.6

95795.6

95108.6

101443.3

2493.7

-39804.8

-42260.6

-42258.7

-41298.1

-37060.5







MAY 233.8 25.1 141.9 1.476 56311.7 53052.3 13165.68 66217.95 35707 7991 43697 107395.4

JUN 174.5 32.1 142.4 1.867 56770.4 67833.0 9906.44 77739.44 35707 8084 43791 141344.0

JUL 102.6 35.8 140.2 2.458 57461.9 75627.0 5895.59 81522.59 35707 8056 43763 179103.6

AGO 201.5 60.0 141.6 3.114 58231.0 126703.0 11733.55 138436.57 35707 8246 43952 273587.9

SEP 201.5 59.6 139.0 4.757 60155.5 125743.6 12121.33 137864.96 35707 8362 44068 367384.5

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 35707 8504 44211 387689.5

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 35707 8456 44162 288739.8

DIC 54.3 0.0 143.8 5.000 60440.0 0.0 3281.89 3281.89 35707 8691 44398 246441.3

ENE 14.0 0.0 145.9 4.285 59602.5 0.0 834.44 834.44 35707 8696 44403 202873.0

FEB 16.1 0.0 149.9 3.528 58715.1 0.0 945.31 945.31 35707 8801 44508 159310.1

MAR 36.1 0.0 155.3 2.770 57827.8 0.0 2087.59 2087.59 35707 8981 44687 116710.2

ABR 103.6 0.0 150.3 2.029 56960.2 0.0 5901.07 5901.07 35707 8561 44268 78343.4



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

22520.5

33948.5

37759.6

94484.3

93796.6

100132.0

1182.3

-41116.2

-43568.4

-43562.9

-42599.9

-38366.8



MAY 233.8 25.1 141.9 1.362 56178.7 53055.6 13134.58 66190.19 37070 7972 45041 99492.1

JUN 174.5 32.1 142.4 1.730 56609.5 67838.2 9878.35 77716.52 37070 8061 45131 132077.8

JUL 102.6 35.8 140.2 2.297 57273.2 75633.8 5876.23 81509.99 37070 8030 45099 168488.3

AGO 201.5 60.0 141.6 2.930 58014.8 126716.0 11689.98 138405.97 37070 8215 45285 261609.7

SEP 201.5 59.6 139.0 4.549 59911.5 125758.2 12072.17 137830.34 37070 8328 45397 354042.6

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 37070 8504 45574 386326.5

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 37070 8456 45525 287376.9

DIC 54.3 0.0 143.8 4.997 60436.3 0.0 3281.69 3281.69 37070 8691 45760 244898.1

ENE 14.0 0.0 145.9 4.258 59571.1 0.0 834.00 834.00 37070 8691 45761 199971.0

FEB 16.1 0.0 149.9 3.477 58656.0 0.0 944.36 944.36 37070 8793 45862 155053.1

MAR 36.1 0.0 155.3 2.696 57741.1 0.0 2084.46 2084.46 37070 8967 46037 111100.7

ABR 103.6 0.0 150.3 1.932 56845.9 0.0 5889.24 5889.24 37070 8544 45614 71376.2



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

21148.7

32585.6

36410.6

93121.4

92432.9

98769.0

-180.6

-42478.8

-44927.1

-44917.9

-43952.5

-39724.4







MAY 233.8 25.1 141.9 1.241 56036.8 53059.2 13101.40 66160.57 38486 7952 46438 91098.9

JUN 174.5 32.1 142.4 1.584 56438.5 67843.7 9848.52 77692.17 38486 8037 46523 122267.9

JUL 102.6 35.8 140.2 2.126 57073.4 75640.9 5855.73 81496.64 38486 8002 46488 157276.6

AGO 201.5 60.0 141.6 2.735 57786.4 126729.7 11643.96 138373.66 38486 8183 46669 248981.4

SEP 201.5 59.6 139.0 4.329 59654.3 125773.5 12020.34 137793.84 38486 8292 46778 339997.0

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 38486 8504 46990 384909.9

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 38486 8456 46942 285960.3

DIC 54.3 0.0 143.8 4.972 60407.5 0.0 3280.13 3280.13 38486 8687 47173 242067.5

ENE 14.0 0.0 145.9 4.209 59513.5 0.0 833.19 833.19 38486 8683 47169 195731.4

FEB 16.1 0.0 149.9 3.403 58569.7 0.0 942.97 942.97 38486 8780 47266 149408.5

MAR 36.1 0.0 155.3 2.598 57626.2 0.0 2080.30 2080.30 38486 8949 47436 104053.1

ABR 103.6 0.0 150.3 1.809 56702.4 0.0 5874.36 5874.36 38486 8522 47009 62918.8



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

19722.6

31169.0

35008.6

91704.8

91015.6

97352.4

-1597.2

-43892.8

-46336.1

-46322.9

-45355.3

-41134.3



MAY 233.8 25.1 141.9 1.094 55864.5 53063.5 13061.13 66124.62 39959 7927 47886 81157.6

JUN 174.5 32.1 142.4 1.411 56236.0 67850.2 9813.19 77663.34 39959 8008 47967 110854.2

JUL 102.6 35.8 140.2 1.928 56840.9 75649.2 5831.88 81481.11 39959 7969 47928 144407.5

AGO 201.5 60.0 141.6 2.511 57524.3 126745.4 11591.15 138336.57 39959 8145 48104 234639.9

SEP 201.5 59.6 139.0 4.080 59362.2 125790.9 11961.48 137752.39 39959 8251 48210 324182.2

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 39959 8504 48463 383437.5

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 39959 8456 48414 284487.9

DIC 54.3 0.0 143.8 4.947 60377.5 0.0 3278.50 3278.50 39959 8682 48641 239125.4

ENE 14.0 0.0 145.9 4.158 59453.5 0.0 832.35 832.35 39959 8674 48633 191324.8

FEB 16.1 0.0 149.9 3.327 58479.9 0.0 941.53 941.53 39959 8766 48725 143541.4

MAR 36.1 0.0 155.3 2.496 57506.7 0.0 2075.99 2075.99 39959 8931 48890 96727.9

ABR 103.6 0.0 150.3 1.682 56553.2 0.0 5858.91 5858.91 39959 8500 48459 54128.2



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

18238.7

29696.6

33553.3

90232.4

89542.3

95880.0

-3069.6

-45362.5

-47800.6

-47783.3

-46813.5

-42599.7







MAY 233.8 25.1 141.9 0.941 55685.5 53068.0 13019.27 66087.26 41489 7902 49391 70824.5

JUN 174.5 32.1 142.4 1.231 56025.6 67856.9 9776.46 77633.37 41489 7978 49467 98990.6

JUL 102.6 35.8 140.2 1.721 56599.3 75657.9 5807.08 81464.97 41489 7935 49424 131031.2

AGO 201.5 60.0 141.6 2.278 57251.9 126761.8 11536.25 138298.02 41489 8107 49596 219733.2

SEP 201.5 59.6 139.0 3.821 59058.5 125809.0 11900.30 137709.31 41489 8209 49698 307744.1

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 41489 8504 49993 381907.1

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 41489 8456 49945 282957.4

DIC 54.3 0.0 143.8 4.920 60346.3 0.0 3276.80 3276.80 41489 8678 50167 236067.3

ENE 14.0 0.0 145.9 4.105 59391.2 0.0 831.48 831.48 41489 8665 50154 186744.4

FEB 16.1 0.0 149.9 3.247 58386.6 0.0 940.02 940.02 41489 8752 50241 137443.0

MAR 36.1 0.0 155.3 2.390 57382.5 0.0 2071.51 2071.51 41489 8911 50401 89113.9

ABR 103.6 0.0 150.3 1.549 56398.1 0.0 5842.84 5842.84 41489 8477 49966 44990.9



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

16696.3

28166.1

32040.6

88702.0

88011.0

94349.6

-4600.1

-46890.2

-49322.9

-49301.3

-48329.2

-44123.0



MAY 233.8 25.1 141.9 0.782 55499.4 53072.7 12975.75 66048.42 43080 7875 50955 60083.9

JUN 174.5 32.1 142.4 1.045 55806.8 67863.9 9738.29 77602.22 43080 7947 51027 86659.2

JUL 102.6 35.8 140.2 1.507 56348.1 75666.9 5781.31 81448.19 43080 7900 50980 117127.3

AGO 201.5 60.0 141.6 2.037 56968.7 126778.8 11479.19 138257.95 43080 8067 51147 204238.5

SEP 201.5 59.6 139.0 3.551 58742.9 125827.8 11836.70 137664.53 43080 8165 51245 290657.7

OCT 203.3 62.6 140.7 5.000 60440.0 132055.2 12287.45 144342.65 43080 8504 51584 380316.2

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 43080 8456 51536 281366.6

DIC 54.3 0.0 143.8 4.892 60313.9 0.0 3275.04 3275.04 43080 8673 51753 232888.4

ENE 14.0 0.0 145.9 4.049 59326.5 0.0 830.57 830.57 43080 8656 51736 181983.2

FEB 16.1 0.0 149.9 3.164 58289.7 0.0 938.46 938.46 43080 8738 51818 131104.0

MAR 36.1 0.0 155.3 2.280 57253.3 0.0 2066.85 2066.85 43080 8891 51971 81199.4

ABR 103.6 0.0 150.3 1.412 56236.9 0.0 5826.14 5826.14 43080 8452 51532 35493.1



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

15093.0

26575.3

30468.1

87111.1

86419.2

92758.7

-6190.9

-48478.1

-50905.2

-50879.2

-49904.6

-45706.3







MAY 233.8 25.1 141.9 0.617 55305.9 53077.5 12930.53 66008.04 44734 7848 52582 48919.5

JUN 174.5 32.1 142.4 0.851 55579.4 67871.2 9698.60 77569.84 44734 7915 52648 73841.1

JUL 102.6 35.8 140.2 1.284 56087.0 75676.2 5754.53 81430.75 44734 7863 52597 102674.7

AGO 201.5 60.0 141.6 1.785 56674.3 126796.4 11419.87 138216.29 44734 8025 52759 188132.2

SEP 201.5 59.6 139.0 3.271 58414.9 125847.4 11770.60 137617.97 44734 8120 52853 272896.8

OCT 203.3 62.6 140.7 4.745 60141.4 132073.9 12226.74 144300.64 44734 8462 53196 364001.8

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 44734 8456 53189 279712.9

DIC 54.3 0.0 143.8 4.864 60280.2 0.0 3273.22 3273.22 44734 8668 53402 229584.1

ENE 14.0 0.0 145.9 3.992 59259.2 0.0 829.63 829.63 44734 8646 53380 177034.1

FEB 16.1 0.0 149.9 3.078 58188.8 0.0 936.84 936.84 44734 8723 53456 124514.7

MAR 36.1 0.0 155.3 2.165 57119.1 0.0 2062.00 2062.00 44734 8871 53604 72972.4

ABR 103.6 0.0 150.3 1.269 56069.3 0.0 5808.78 5808.78 44734 8427 53161 25620.2



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

13426.4

24921.6

28833.6

85457.5

84764.6

91105.0

-7844.6

-50128.8

-52550.0

-52519.4

-51542.3

-47352.2



MAY 233.8 25.1 141.9 0.445 55104.8 53082.6 12883.51 65966.07 46162 7819 53982 37604.5

JUN 174.5 32.1 142.4 0.654 55348.9 67878.6 9658.39 77537.02 46162 7882 54044 61097.5

JUL 102.6 35.8 140.2 1.062 55827.4 75685.5 5727.90 81413.41 46162 7827 53989 88521.5

AGO 201.5 60.0 141.6 1.539 56386.0 126813.7 11361.78 138175.50 46162 7984 54147 172550.3

SEP 201.5 59.6 139.0 3.000 58097.5 125866.3 11706.65 137572.94 46162 8076 54238 255885.3

OCT 203.3 62.6 140.7 4.449 59794.9 132095.6 12156.30 144251.89 46162 8413 54576 345561.6

NOV 156.9 17.0 139.9 5.000 60440.0 35861.6 9483.04 45344.67 46162 8456 54618 278284.2

DIC 54.3 0.0 143.8 4.839 60251.1 0.0 3271.64 3271.64 46162 8664 54827 226729.3

ENE 14.0 0.0 145.9 3.942 59201.0 0.0 828.81 828.81 46162 8637 54800 172758.3

FEB 16.1 0.0 149.9 3.004 58101.8 0.0 935.44 935.44 46162 8709 54872 118821.9

MAR 36.1 0.0 155.3 2.066 57003.2 0.0 2057.81 2057.81 46162 8853 55015 65864.7

ABR 103.6 0.0 150.3 1.145 55924.5 0.0 5793.78 5793.78 46162 8405 54568 17090.6



(m3)

Vol. Acum

Disponible (m3)

11984.3

23492.9

27424.0

84028.8

83335.0

89676.3

-9273.3

-51554.9

-53971.0

-53936.4

-52957.2

-48774.1





4.1.8 Análisis del déficit a período de diseño

Con base en los balances hídricos anuales que se realizaron al embalse expandido

se puede decir que con la expansión sugerida el almacenamiento de agua es

suficiente para satisfacer la demanda urbana y rural y a partir del año 2017 se

debe construir un embalse alterno para satisfacer la demanda rural.

Si se desea continuar solo con el embalse actual expandido, se recomienda a partir

del año 2017 racionalizar el uso del agua para mantener un volumen mínimo con

el fin de garantizar la succión, de la siguiente manera:

Tabla 4. 37 Meses de racionalización en el embalse Año Meses Horas de bombeo 2016 Abril 18 2017 Abril 18 2018 Abril 18 2019 Marzo – Abril 18 2020 Marzo – Abril 18 2021 Marzo – Abril 18 2022 Marzo – Abril 18 2023 Febrero – Marzo – Abril 18 2024 Febrero – Marzo – Abril 18 2025 Febrero – Marzo – Abril 15 2026 Febrero – Marzo – Abril 15

4.1.9 Conclusiones y Recomendaciones

Se estableció que el volumen que debe tener el embalse para suplir tanto la

necesidad urbana como la rural al año 2017 es de 287558 m3. El volumen actual

del embalse está en 36034 m3, por lo cual se necesita incrementar este valor en

251524 m3. Con base en el estudio geotécnico realizado a la zona de expansión

del embalse se conoció que el estrato impermeable de la zona está a partir de los

5 metros de profundidad, por lo cual esta dimensión se estableció como

profundidad promedio del embalse futuro. Utilizando esta profundidad promedio el





área inundada del embalse futuro debe estar en un valor de 5.60 hectáreas. El

embalse actual posee un área promedio de 2.46 hectáreas, por lo cual se debe

expandir en 3.14 hectáreas.

Se debe recalcar que el embalse actual se debe llevar hasta una profundidad

máxima de 5 metros sobre la cota del vertedero de excesos.

Con base en las dimensiones del embalse futuro se calcularon las curvas de

elevación vs. área y elevación vs. volumen.

4.1.10 HIDROGRAMA DE DISEÑO DE VERTEDERO

El vertedero de excesos del embalse de Los Córdobas se encuentra ubicado en la

parte occidental del mismo, rebosando hacia la parte norte. Las dimensiones del

vertedero son: altura: 0.90 m, ancho: 2.755 m y espesor: 1.5 m. Se debe tener

en cuenta que el espesor en concreto de esta estructura es de 30 cm, pero a la

entrada se encuentra un enrocado de aproximadamente 1.2, por lo cual se

estableció como espesor esta magnitud. En la Figura 4.6 se muestra la ubicación

del vertedero en el embalse.

En la figura 4.7 se observa el vertedero en la actualidad.





Figura 4. 6 Ubicación del vertedero de excesos en el embalse

Figura 4. 7 Vertedero de excesos del embalse. Se observa el enrocado de entrada





Duración de la lluvia

La duración de la lluvia se estimó como el tiempo de concentración de la lluvia, ya

que cuando este alcanza su duración toda la hoya analizada está aportando al

proceso de escorrentía. El cálculo del tiempo de concentración es función de las

características fisiográficas de la hoya. Las siguientes fueron las expresiones

usadas para el cálculo del tiempo de concentración:

Ecuación de Témez (1978) 75.0

25.03.0

=

So

LTc

Donde:

Tc = tiempo de concentración en horas.

L = Longitud del cauce principal, en Km.

So = diferencia de cotas entre puntos extremos de la corriente, en %.

Ecuación de Kirpich (1990) 77.0

066.0

=

So

LTc

Donde:

L = Longitud desde el punto de concentración de la cuenca, hasta la divisoria,

siguiendo el cauce principal en Km.

So = diferencia de cotas entre puntos extremos de la corriente, en m/m.





Ecuación de Johnstone y Cross (1949) 5.0

5

=

So

LTc

Donde:

Tc = tiempo de concentración en horas.

L = longitud del cauce principal, en millas.

So = pendiente de la corriente principal, en pie/milla.

Ecuación de Giandiotti (1990)

LSo

LATc

3.25

5.14 +=

Donde:

Tc = tiempo de concentración, en horas.

A = área de la cuenca, en Km2

L = longitud del cauce principal, en km

So = pendiente de la corriente principal, en m/m

Ecuación de SCS Ranser

385.0947.0 KTc ⋅=

H

LcK

3

=

Donde:

Lc= distancia desde el sitio de interés al punto en el cual la corriente principal

corta la divisoria, en kilómetros.

H= diferencia de cotas entre puntos extremos de la corriente en pies.





Los parámetros de entrada para el cálculo del tiempo de concentración en la hoya

hidrográfica del embalse de Los Córdobas son: área de la hoya, longitud del cauce

principal y la pendiente promedio. Estos se observan en la Tabla 4.38.

Tabla 4. 38 Parámetros de entrada para el cálculo del tiempo de concentración Ha (Km2) A (mi2) Área

216.99 2.1699 0.838

m L(km) L(mi) Longitud cauce principal L 2326.94 2.33 1.45

% S(m/m) S(pie/milla) S (m/km) Pendiente promedio (%)

3.187 0.032 168.261 31.868

Para la hoya hidrográfica del embalse de Los Córdobas se aplicó un promedio de

los valores de los tiempos de concentración calculados por cada una de las

ecuaciones anteriores. El tiempo de concentración de la hoya es de 0.901 horas

(54.04 minutos), el resumen de este cálculo se puede observar en la Tabla 4.39.

Tabla 4. 39 Tiempos de concentración calculados a partir de cada autor ECUACIÓN Tc (hr) Tc (min)

Temez (1978) 0.45 27.29

Kirpich(1990) 0.48 28.60

Johnstone y Cross (1949) 1.67 100.16

Giandotti (1990) 1.36 81.71

S.C.S Ranser 0.54 32.45

PROMEDIO 0.901 54.04

Análisis de crecientes

Una creciente es un evento que produce niveles muy altos en ríos o canales, en los

cuales el agua inunda las zonas aledañas. Las crecientes causan daños

económicos, pérdidas de vidas humanas y trastornan toda la actividad social y

económica de una región.





Para el diseño o evaluación de estructuras hidráulicas como un vertedero de

excesos es necesario estimar los caudales máximos asociados a un período de

retorno determinado, en este caso es de 20 años.

Las crecientes asociadas a un período de retorno pueden ser estimadas por

diferentes métodos, dependiendo de la disponibilidad de registros hidrométricos.

Básicamente, existen las siguientes alternativas para el diseño hidrológico de

caudales máximos:

a. Modelos lluvia – escorrentía: son aquellos que emplean hidrógrafas

unitarias. El llamado método racional también pertenece a esta categoría.

b. Métodos estadísticos: se emplean distribuciones de frecuencia de valores

extremos como Gumbel, Logpearson, etc.

c. Métodos de diseño hidrológico para cuencas con pocos o ningún registro

hidrológico: en esta categoría pueden considerarse las hidrógrafas unitarias

sintéticas, los métodos de regionalización de caudales máximos, el Gradex,

el índice de crecientes.

Dado que no se cuenta con estaciones hidrométricas en las principales corrientes

que tributan al embalse de Los Córdobas, se procedió a realizar un análisis de

eventos extremos a partir de un modelo de lluvia escorrentía. Para llevar a cabo

este análisis se realizó un análisis estadístico de lluvias máximas en 24 horas y de

la información de curvas IDF cercanas a la zona de estudio.

Hidrograma Unitario del SCS

El hidrograma unitario es la función respuesta de pulso unitario para un sistema

hidrológico lineal. El hidrograma unitario de una cuenca se define como el





hidrograma de escorrentía directa resultante de una unidad de exceso de lluvia

generado uniformemente sobre el área de drenaje a una tasa constante a lo largo

de una duración efectiva. Una vez se haya estimado el hidrograma unitario, puede

usarse para encontrar el hidrograma de escorrentía directa y de caudal. (Chow et

al. 1994)

El hidrograma unitario puede ser encontrado a partir de las características

fisiográficas de la cuenca, cuando no se dispone de información detallada de

estaciones hidrométricas y de caudales concurrentes en el tiempo. La estimación

de crecientes se calculó con el hidrograma unitario sintético del SCS que relaciona

las características del hidrograma con las características de la hoya hidrográfica del

embalse de Los Córdobas.

Características del Hidrograma Unitario del SCS.

El hidrograma adimensional SCS es un hidrograma unitario sintético en el cual el

caudal se expresa por la relación del caudal q con respecto al caudal pico qp, y el

tiempo por la relación del tiempo t con respecto al tiempo de ocurrencia del pico

en el hidrograma unitario Tp. Dados el caudal pico y el tiempo de retardo para la

duración de exceso de precipitación, el hidrograma unitario puede estimarse a

partir del hidrograma sintético adimensional para la cuenca. En la Figura 4.8 se

presenta el hidrograma unitario adimensional del SCS.

El SCS sugiere que el tiempo de recesión puede aproximarse como 1.67Tp. El

caudal pico puede aproximarse como:

Tp

Aq p

08.2=





Donde:

A = área de la cuenca (Km2)

Tp = tiempo al cual se presenta el caudal pico.

qp = caudal pico (m3/s-cm)

Figura 4. 8 Hidrograma unitario sintético del SCS

El tiempo de retardo tp se aproxima como:

Tct p 6.0=

Donde:

Tc = tiempo de concentración de la cuenca.

El tiempo al pico se calcula como:

p

r tt

Tp +=2

(Ver Chow, 1994).

El procedimiento para el cálculo de caudales extremos consiste en calcular el

hietograma de lluvia, estimar las abstracciones y a partir de estas variables calcular

el hietograma de exceso de lluvia. Finalmente se aplica la ecuación discreta de





convolución para encontrar el hidrograma de escorrentía directa (Chow, 1994). El

análisis se realizó para la hoya hidrográfica que drena el embalse de los Córdobas.

Para estimar los caudales máximos se necesita determinar la escorrentía directa

frente a eventos extremos de precipitación. Para ello es necesario realizar los

siguientes pasos:

• Realizar un análisis estadístico de precipitación máxima en 24 horas.

• Calcular la duración de la lluvia.

• Determinar la intensidad y precipitación total que se va a usar para el

análisis.

• Calcular la precipitación efectiva a partir de las condiciones de los suelos.

• Determinar la distribución de la lluvia en el tiempo.

Hidrograma Unitario Sintético de Snyder

El modelo pretende derivar un hidrograma unitario a partir de algunas

características físicas de la cuenca para ser aplicado donde no se posea registro de

caudal.

Tiempo de rezago: Es el tiempo comprendido entre el centroide del histograma de

precipitación efectiva y el pico del hidrograma de escorrentía directa

correspondiente. Snyder asume que el rezago es constante para una cuenca ya

que depende de algunas de sus características físicas y no está determinado por el

tipo de lluvia o sus variaciones.

El tiempo de rezago se calcula como:





( )5.0

7.08.0

1900

1

c

cL

S

SLT

⋅

+⋅=

Donde:

TL = tiempo de rezago en horas.

Lc = Longitud del canal principal en pies.

S = Factor de retención o almacenamiento calculado en términos del número

de curva, CN.

Sc = Pendiente de la cuenca en porcentaje.

Para las cuencas donde se obtienen tiempos de rezago mayores que el tiempo de

concentración, se recomienda utilizar la siguiente expresión_

cL TT 6.0=

Siendo Tc el tiempo de concentración en horas.

Duración de la lluvia seleccionada por Snyder: Las lluvias deben estar de acuerdo

con el tamaño de la cuenca, definiendo para ella una duración de 1/5.5 veces el

tiempo al pico de la cuenca, es decir:

5.5

L

s

Tt =

Donde ts la duración de la lluvia efectiva en horas.

Caudal pico: Se propone calcularlo en milla cuadrada como:

L

ppT

Cu640

=

Donde:

up = caudal pico del hidrograma unitario por unidad de área, en pie3/s.mi2,

Cp = coeficiente.

TL = tiempo de rezago.





El coeficiente Cp depende de la topografía de la cuenca y se recomienda por

ejemplo, para cuencas pendientes utilizar Cp = 0.8.

Tiempo al pico: El tiempo en que se presenta la máxima concentración de

escorrentía directa puede calcularse como:

Lp TT

T +=2

Donde:

Tp = tiempo al pico en horas.

T = duración de la lluvia en horas.

TL = tiempo de rezago en horas.

Duración de la escorrentía superficial: Para el cálculo del tiempo base del

hidrograma unitario, se propone la siguiente ecuación:

2433 L

b

Tt +=

Donde:

tb = tiempo base en días, con TL en horas.

Hidrograma Unitario de Williams y Hann

Se calcula un hidrograma unitario sintético producido por una lluvia instantánea en

una cuenca, a partir de sus principales características geomorfológicas, como son

el área, la pendiente del canal principal y la relación largo-ancho.

Las características geomorfológicos de la cuenca están representadas en el modelo

mediante dos coeficientes, que son la constante de recesión, K, y el tiempo al pico,

Tp.





El hidrograma unitario sintético de Williams y Hann puede expresarse en forma

adimensional dividiendo las abscisas y las ordenadas por el tiempo al pico, tp y el

caudal pico Up respectivamente, aunque también pueden aplicarse con unidades

de caudal U y tiempo t. Las ecuaciones propuestas son las siguientes:

( )

−−

=

−

11exp

1

p

n

p

pT

tn

T

tUU para t≤t0

−=

K

ttUU 0

0 exp para t0≤t≤t1

−=

K

ttUU

3exp 1

1 para t>t1

Parámetros K y tp del modelo: Estos parámetros se calculan mediante las

siguientes expresiones:

124.0

777.0231.027

⋅⋅⋅= −

c

c

cpcW

LSAK

133.0

46.0422.063.4

⋅⋅⋅= −

c

c

cpcpW

LSAT

Donde:

Ac = área de la cuenca en millas cuadradas.

Scp = pendiente media del canal principal en pies/milla.

Lc/Wc = relación largo ancho de la cuenca.

K = constante de regresión en horas.

Tp = tiempo al pico en horas.





Tiempos y parámetros: La determinación de los tiempo t0 y t1 y de los parámetros

n y B es necesaria para la obtención del hidrograma unitario sintéticos. Las

expresiones son las siguientes:

( )

−+=

210

1

11

nTt p

El punto t1 está localizado a una distancia igual a dos veces la constante de

recesión de la cuenca (2K), contada a partir de t0, es decir:

Ktt 201 +=

n es el parámetro de forma de Williams y Hann y se calcula como:

( ) ( ) ( )

2

21

2

1

4

1

2

11

+++=

ppp TKTKTKn

El caudal pico se calcula como:

p

c

pT

ABU

⋅=

El cálculo del factor B no tiene interpretación física y se utiliza para corrección de

unidades. Se calcula por medio de la Figura 4.9, la cual relaciona el factor n con el

B.





Figura 4. 9 Relación entre B y n

Intensidad y precipitación total de la lluvia

El análisis de las curvas Intensidad Duración Frecuencia, permiten establecer para

una cierta duración y periodo de retorno, una intensidad de una tormenta. La

duración está dada por el tiempo de concentración. Como no se tienen registros

para realizar las curvas IDF de estaciones cercanas a la zona de estudio, se

tomaron las curvas IDF de la estación Universidad de Córdoba y con base en las

gráficas de precipitación máxima mensual en 24 horas de la Universidad de

Córdoba y la estación Arboletes, realizadas en el estudio del POMCA del Sinú, se

afectaron por un factor de corrección con respecto a la estación Arboletes, la cual

es más cercana a Los Córdobas.

En la Tabla 4.40 se muestran los factores de corrección calculados para cada

período de retorno a partir de la estación Arboletes para aplicar a las curvas IDF de

la Universidad de Córdoba.





Tabla 4. 40 Tiempos de concentración calculados a partir de cada autor

T retorno Prec Arb. Prec. UdeC Dif (mm) % factor

2 128 85 43 0.51 1.51

10 158 131 27 0.21 1.21

20 170 149 21 0.14 1.14

50 188 175 13 0.07 1.07

En la Figura 4.10 se presentan las curvas IDF de la estación Universidad de

Córdoba de propiedad del IDEAM.

Figura 4. 10 Curvas IDF Universidad de Córdoba

Curvas IDF Universidad de Córdoba

020406080

100120140160180200

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Duración (min)

Inte

ns

ida

d (

mm

/hr)

Tr = 2 años

Tr = 5 años

Tr = 10 años

Tr = 20 años

Tr = 50 años

En las Figuras 4.11 y 4.12 se muestran las curvas de precipitación máxima

mensual en 24 horas para diferentes períodos de retorno para las estaciones de

Arboletes y la Universidad de Córdoba, respectivamente.





Figura 4. 11 Curvas de precipitación máxima mensual en 24 horas para diferentes períodos de retorno, Estación Arboletes (CVS, 2004)

Figura 4. 12 Curvas de precipitación máxima mensual en 24 horas para diferentes períodos de retorno, Estación Universidad de Córdoba (CVS, 2004)





Para el cálculo de la precipitación efectiva se tuvieron en cuenta las características

de los suelos que se encuentran en el área que circunda la hoya del embalse.

Principalmente predominan los suelos de la Asociación El Ley, Moñitos, San Antero

y Vidales. El análisis de los suelos se basó en la metodología descrita por el

método del Número de Curva del SCS, para lo cual se adoptó un CN de 79.17

Distribución de la lluvia en el tiempo

Debido a que no se cuentan con registros de pluviómetros no es posible

determinar la distribución temporal de la lluvia a partir de datos históricos. Debido

a esto se usaron los diagramas de Huff de primer cuartil con una probabilidad de

ocurrencia del 50% (Chow, 1994). El histograma del 50% representa un patrón de

lluvias acumuladas que debe ser excedido por la mitad de las tormentas (Chow,

1994). Adicionalmente se tiene en cuenta la reducción de la precipitación con

respecto al área, para lo cual se empleó la curva de precipitación máxima en 24

horas de duración obtenida del Weather Bureau, 1958 (Chow, V.T, 1994), con lo

cual se obtiene un porcentaje de precipitación útil del 95%.

Caudales de diseño

Para la evaluación del vertedero del embalse de Los Córdobas se tuvieron en

cuenta las ecuaciones de los hidrogramas del SCS, de Snyder y de Williams y

Hann. A continuación se muestran los resultados para cada método.

Los datos de entrada para el cálculo del hidrograma de escorrentía por el método

del SCS se muestran en la Tabla 4.41





Tabla 4. 41 Datos de entrada para el hidrograma de escorrentía por el método del SCS

Datos hidrograma de escorrentía SCS

Area de la cuenca (km2) 2.17

Duración de lluvia (hr) 0.12

Longitud cauce (km) 2.33

Pendiente promedio % 3.19

Tiempo de concentración Tc (hr) 0.90

Tiempo de retardo tp (hr) 0.54

Tiempo al pico Tp (hr) 0.60

Tiempo base (hr) 1.60

Caudal pico Qp(m3/s-cm) 7.52

Caudal pico Qp(m3/s-mm) 0.75

El hidrograma de escorrentía resultante arroja un caudal pico de 27.2 m3/s cuya

gráfica se muestra en la Figura 4.13. Los cálculos se encuentran en el Anexo.

Figura 4. 13 Hidrograma de escorrentía calculado por el método del SCS

Hidrograma de Escorrentía (SCS)

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

Tiempo (Hr)

Cau

dal

de

esco

rren

tía

(m3/

s)


de Snyder se muestran en la Tabla 4.42.





Tabla 4. 42 Datos de entrada para el hidrograma de escorrentía por el método de Snyder

Datos hidrograma de escorrentía de Snyder

Area de la cuenca (km2) 2.17 Longitud cauce (km) 2.33 Pendiente promedio % 3.19 Tiempo de concentración Tc (hr) 0.90 Tiempo de retardo tp (hr) 0.54 Duracion de lluvia efectiva (hr) 0.10 Caudal pico Qp(ft3/s-mi2) 710.56 Caudal pico Qp(ft3/s-in) 602.3 Caudal pico Qp(m3/s-mm) 0.67 Tiempo al pico Tp (hr) 0.59 Tiempo base (hr) aprox 3-5 tp 2.36


gráfica se muestra en la Figura 4.14. Los cálculos se encuentran en el Anexo.

Figura 4. 14 Hidrograma de escorrentía calculado por el método de Snyder

Hidrograma de Escorrentía (Snyder)

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

0.0 1.0 2.0 3.0

Tiempo en (Hr)

Cau

dal

de

esco

rren

tía

(m3/

s)


de Williams y Hann se muestran en la Tabla 4.43.





Tabla 4. 43 Datos de entrada para el hidrograma de escorrentía por el método de Williams y Hann

Datos hidrograma de escorrentía de Williams y Hann

Area de la cuenca (km2) 2.17 Longitud cauce (km) 2.3 Longitud de la cuenca (km) 2.3 Ancho de la cuenca (km) 0.93 Pendiente canal principal (ft/mi) 168.3 Tiempo de concentración Tc (hr) 0.9 Constante de recesión K (hr) 0.5 Tiempo Pico Tp (hr) 0.5 n 3.08 B (ver gráfica) 340.6 to (hr) 0.78 Tiempo Base t1(hr) 1.87 Caudal pico Qp(ft3/s-in) 625.6 Caudal pico Qp(m3/s-mm) 0.70 K/Tp 1.18


gráfica se muestra en la Figura 4.15. Los cálculos se encuentran en el anexo.

Figura 4. 15 Hidrograma de escorrentía calculado por el método de Williams y Hann

Hidrograma de Escorrentía (Williams y Hann)

0.05.0

10.015.020.0

25.0

30.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

Tiempo en (Hr)

Cau

dal

de

esco

rren

tía (m

3/s)

De acuerdo con los resultados de los hidrograma calculados, el caudal más

desfavorable es el calculado por el método del SCS con un valor de 27.2 m3/s. Por





ello el cálculo para la verificación del vertedero actual en el embalse se hará con

base en la creciente generada por este hidrograma.

� EVALUACIÓN DEL VERTEDERO

Cuando la descarga del líquido en un canal o un embalse se efectúa por encima de

un muro o una placa a superficie libre, la estructura hidráulica en la que ocurre se

llama vertedero. Este puede adoptar varias formas según las finalidades que se

destine. Así, cuando la descarga se efectúa sobre una placa con perfil de cualquier

forma, pero con arista aguda, el vertedero se llama de pared delgada; por el

contrario, cuando el contacto entre la pared y la lámina vertiente es más bien toda

una superficie, el vertedero es de pared gruesa.

Consideraciones técnicas

Dado que la forma del vertedero en el embalse de Los Córdobas es rectangular,

como se puede observar en la Figura 4.2, se analiza de acuerdo con los

parámetros establecidos para dicha forma. La ecuación general para calcular el

caudal en un vertedero rectangular está dada por la siguiente expresión:

23

hLCQ ⋅⋅=

Donde:

Q = caudal que pasa por el vertedero.

L = ancho del vertedero.

H = altura de la lámina de agua sobre la cresta del vertedero.

C = coeficiente que depende de la forma del vertedero y de las contracciones.





Por el hecho de que el espesor del vertedero es considerable, comparado con la

altura máxima del mismo, se procede a determinar el tipo de vertedero presente.

Para esto, se debe evaluar la relación espesor (e) – tirante máximo (h), entonces:

Cuando e/h < 0.67, el chorro se separa de la cresta y el funcionamiento del

vertedero es como el de pared delgada.

Cuando e/h > 0.67, el funcionamiento es diferente ya que la lámina vertiente se

adhiere a la cresta del vertedero, por lo cual se comporta como vertedero de pared

gruesa.

Los parámetros actuales del vertedero son:

Espesor e = 1.5 m

Ancho L = 2.70 m

Atura h = 0.9 m

Altura del fondo del embalse a la cresta del vertedero w = 2.755 m

La relación e/h = 1.67, por lo cual el vertedero presente es de pared gruesa.

En la Figura 4.16 se muestran los tipos de vertedero que se pueden presentar, de

acuerdo con la relación e/h.





Figura 4. 16 Vertedero rectangular de pared gruesa

Una vez conocido el tipo de vertedero se procede a determinar el caudal que pasa

por el mismo. Para ello se aplica la fórmula típica para vertederos rectangulares

afectada por un coeficiente de reducción ε1, entonces,

23

1 hLCQ ⋅⋅⋅= ε

Donde:

he

185.07.01 +=ε

23

2

004.022

3

26.01

++

++

=

n

gwh

h

C

eλ, con

h

en ⋅= ϕ





Los valores de λe y de ϕ se obtienen de acuerdo con las relaciones w/h y h/(h+w),

respectivamente, con valores de λe = 0.33 y ϕ = 1.74 (ver Tabla 7.9 y Tabla 7.10,

Sotelo, 2005).

Los cálculos para determinar el caudal máximo en el vertedero se resumen en la

Tabla 4.44.

Tabla 4. 44 Cálculos para determinar la capacidad del vertedero

Espesor e (m) 1.5 Distancia de la cresta al fondo w (m) 2.755 Altura h (m) 0.9 e/h 1.67 ε1 0.811 w/h 3.061 λe 0.33 h/(h+w) 0.25 ϕ 1.74 n 2.9 C 1.46 L (m) 3.0 Q 2.74

El caudal máximo que puede pasar por el vertedero con una lámina de 0.9 metros

es de 3.04 m3/s.

Análisis de propagación de crecientes

En el capítulo 3 de este informe se calculó el hidrograma de escorrentía que se

genera con la creciente máxima en un período de retorno de 20 años. El caudal

pico de este hidrograma es de 27.2 m3/s. En este aparte se estudia el

comportamiento de la estructura de rebose o vertedero de excesos en la medida

que se aumenta el tirante sobre la cresta; es decir, se calculan los caudales que

transporta y los tirantes que se presentan en el vertedero durante la creciente de





diseño. Estos cálculos se realizan considerando el embalse actual y el embalse

proyectado al período de diseño.

Se entiende que el caudal de salida del embalse es fijado por la altura h del agua

por encima de la solera del vertedero hasta el nivel de agua en el embalse, la cual

determina el volumen y área en el embalse. El hidrograma de creciente sufre una

variación al pasar por el conjunto embalse-estructura, que modifica la altura

original h; y solo en función de h, además, se modifica el caudal de salida Qs por el

vertedero (Monsalve, 1995).

Se entiende por propagación de crecientes a través de embalses el cálculo de Qs y

h en función del tiempo, dado Qa (caudal de entrada) en el tiempo (Hidrograma de

creciente) (Monsalve, 1995).

En general se pueden despreciar otras salidas de agua del embalse, como son la

infiltración y la evaporación, durante el intervalo de tiempo de la propagación de la

creciente. Las pérdidas por infiltración suelen ser compensadas por contribuciones

del nivel freático y las pérdidas por evaporación son despreciables en intervalos de

tiempo tan cortos, en los cuales ocurren las crecientes. En el caso del embalse del

municipio Los Córdobas se tiene una creciente máxima con duración de

aproximadamente 2 horas.

Considerando el caudal sobre el vertedero como la única salida del embalse, y

teniendo en cuenta la ecuación de conservación de masa, se puede escribir:

dt

dVQQ sa =−





Es decir que la variación del volumen en el embalse es igual a la diferencia de

caudales a la entrada y a la salida.

Con el fin de calcular el tirante sobre la cresta de la estructura de control cuando

actúa determinado caudal, se procedió a hallar la curva de calibración del

vertedero, la cual se muestra en la Figura 4.17.

Para el cálculo de la elevación en función del caudal se halló una ecuación

polinómica de orden 4, con un coeficiente de determinación R2 = 0.9994. La

ecuación es:

0204.07125.04094.01645.00246.0 234 +⋅+⋅−⋅+⋅−= QQQQh

Figura 4. 17 Curva de calibración del vertedero

Curva de Calbración del Vertedero

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00

Caudal (m3/s)

Ele

vaci

on

so

bre

la c

rest

a (m

)

A continuación se presentan los análisis de propagación de la creciente máxima

calculada para el embalse actual y el embalse futuro.





Embalse actual

Se cuenta con los niveles de agua en el embalse y los caudales de salida. En la

Tabla 4.45 se presenta una tabla con el cálculo del volumen acumulado en el

embalse con la variación en el tirante sobre el vertedero y los valores de Y1 y Y2,

los cuales son funciones del valor h ya definido. Estos valores dependen de las

características físicas, tanto del embalse como de la estructura de control y se

expresan de la siguiente manera:

( ) ( ) ( )2

1

hQ

t

hVhY s−

∆=

( ) ( ) ( )2

2

hQ

t

hVhY s+

∆=

Tabla 4. 45 Curvas Y1 y Y2, embalse actual

Cota Lámina sobre el vertedero

Caudal (m3/s) Volumen Y1

(m3/s) Y2

(m3/s) 4.255 0.000 0.00 36060.7 50.08 50.08 4.305 0.050 0.04 37324.6 51.82 51.86 4.355 0.100 0.11 38612.7 53.57 53.69 4.405 0.150 0.21 39927.4 55.35 55.56 4.455 0.200 0.32 41271.4 57.16 57.48 4.505 0.250 0.45 42647.7 59.01 59.46 4.555 0.300 0.59 44059.5 60.90 61.49 4.605 0.350 0.74 45510.6 62.84 63.58 4.655 0.400 0.90 47004.7 64.83 65.74 4.705 0.450 1.08 48546.4 66.89 67.96 4.755 0.500 1.26 50140.2 69.01 70.27 4.805 0.550 1.45 51791.2 71.21 72.66 4.855 0.600 1.66 53504.8 73.48 75.14 4.905 0.650 1.87 55286.8 75.85 77.72 4.955 0.700 2.09 57143.6 78.32 80.41 5.005 0.750 2.31 59081.7 80.90 83.22 5.055 0.800 2.55 61108.3 83.60 86.15 5.105 0.850 2.79 63230.9 86.42 89.22 5.155 0.900 3.04 65457.5 89.39 92.43





Las elevaciones en el embalse llegan a un valor de 5.155 debido a que se

consideró inicialmente que la elevación en la cresta del vertedero es de 4.255 y el

tirante máximo sobre dicha cresta es de 0.9 m, lo cual resultaría con una elevación

máxima del tirante de 5.155 m.

De acuerdo con el volumen máximo calculado, se observa que para que exista un

volumen de 65457.5 m3 es necesario que exista un área de inundación para

amortiguamiento de crecientes.

El procedimiento para el tránsito de la creciente en el embalse que se utilizó es el

que expone Monsalve, 1995. Los resultados para el embalse actual se enuncian en

la Tabla 4.46.

Se debe recordar que:

Qsi = caudal antes de la creciente.

hi = altura sobre el vertedero para un Qsi.

Qa = caudal de la creciente – entrada al embalse.

hi + 1 = altura de la lámina durante la creciente.

Qsi + 1= caudal de descarga sobre el vertedero.

Tabla 4. 46 Tránsito de la creciente máxima en el embalse actual, TR = 20 años

Tiempo (Hr) Qsi (m3/s)

hi (m)

Yi (hi) (m3/s)

Qa (m3/s)

Y2 (hi+1) (m3/s)

hi+1 (m)

Qsi+1 (m3/s)

0.000 0.200 0.00 0.0 51.0 2.79 53.78 0.059 0.06 0.200 0.400 0.06 0.1 52.1 9.95 62.07 0.256 0.46 0.400 0.600 0.46 0.3 59.1 20.07 79.15 0.583 1.59 0.600 0.800 1.59 0.6 72.7 26.49 99.17 0.851 2.80 0.800 1.000 2.80 0.9 86.7 24.22 110.95 0.961 3.34 1.000 1.200 3.34 0.9 90.6 18.52 109.07 0.946 3.26 1.200 1.400 3.26 0.9 90.3 12.29 102.60 0.886 2.97 1.400 1.600 2.97 0.9 88.4 6.08 94.46 0.798 2.54 1.600 1.800 2.54 0.8 83.9 1.89 85.77 0.684 2.02 1.800 2.000 2.02 0.7 77.6 0.23 77.87 0.562 1.50 2.000 2.200 1.50 0.6 71.7 0.00 71.74 0.454 1.08





De acuerdo con los resultados arrojados por el tránsito de la creciente máxima

probable en un período de retorno de 20 años en el embalse actual de Los

Córdobas se deduce que el vertedero no evacua eficientemente el caudal pico de

salida. El período crítico de la creciente se encuentra entre los 36 y 72 minutos

después de iniciado el evento de creciente, en donde se presenta una lámina

máxima de agua de 0.961 metros sobre la cresta del vertedero, con un caudal

máximo de descarga de 3.34 m3/s, superior en un 8.98% del caudal máximo que

puede transportar dicha estructura.

El análisis de creciente se hizo teniendo en cuenta intervalos de tiempo de 0.2

horas durante 2.2 horas, tiempo en el cual el hidrograma de creciente ha aportado

más del 99% del caudal.

En el análisis de creciente se observa que el tirante máximo del vertedero es

sobrepasado por una lámina máxima de 60 cm. A partir de esta creciente y con

base en el volumen acumulado final, se produce inundación en las zonas aledañas

al embalse.

Embalse proyectado

De igual manera y siguiendo el procedimiento de cálculo para el tránsito de la

creciente en el embalse actual, se realizó el tránsito para el embalse futuro,

considerando un área máxima de inundación del embalse de 6.04 hectáreas con

una profundidad máxima desde el fondo hasta la cresta del vertedero de 5 metros.

El volumen máximo de diseño es de 287558 m3.

El cálculo de las curvas Y1 y Y2 se muestra en la Tabla 4.47.





Tabla 4. 47 Curvas Y1 y Y2, embalse futuro

Elevación Lámina sobre el vertedero Caudal Volumen Y1

(m3/s) Y2

(m3/s) 4.255 0.000 0.00 287557.5 399.39 399.39 4.305 0.050 0.04 293016.1 406.95 406.99 4.355 0.100 0.11 298474.7 414.49 414.60 4.405 0.150 0.21 303933.3 422.03 422.23 4.455 0.200 0.32 309391.9 429.55 429.87 4.505 0.250 0.45 314850.5 437.07 437.52 4.555 0.300 0.59 320309.1 444.58 445.17 4.605 0.350 0.74 325767.7 452.09 452.82 4.655 0.400 0.90 331226.3 459.59 460.49 4.705 0.450 1.08 336684.9 467.08 468.16 4.755 0.500 1.26 342143.5 474.57 475.83 4.805 0.550 1.45 347602.1 482.05 483.51 4.855 0.600 1.66 353060.7 489.53 491.19 4.905 0.650 1.87 358519.3 497.01 498.88 4.955 0.700 2.09 363977.9 504.48 506.57 5.005 0.750 2.31 369436.5 511.95 514.26 5.055 0.800 2.55 374895.1 519.41 521.96 5.105 0.850 2.79 380353.7 526.87 529.67 5.155 0.900 3.04 385812.3 534.33 537.37

El análisis de tránsito de crecientes se hizo con base en el vertedero existente para

evaluar su comportamiento cuando se amplíe el embalse actual, por ello la

elevación máxima sobre la cresta de 0.90 m.

El volumen máximo acumulado es de 385812.3 m3, el cual supera en un 25.5% al

volumen máximo calculado a futuro. Este volumen se consideró de acuerdo con un

área de amortiguamiento de la creciente cuando la lámina sobre el vertedero es de

0.9 m.





Los resultados para el tránsito de la creciente máxima probable para un período de

retorno de 20 años en el embalse ampliado de Los Córdobas se enuncia en la

Tabla 4.48.

Tabla 4. 48 Tránsito de la creciente máxima en el embalse futuro, TR = 20 años

Tiempo (Hr) Qsi (m3/s) hi (m) Yi (hi)

(m3/s) Qa

(m3/s) Y2 (hi+1) (m3/s)

hi+1 (m)

Qsi+1 (m3/s)

0.000 0.200 0.00 0.0 402.5 2.79 405.28 0.038 0.03 0.200 0.400 0.03 0.0 405.3 9.95 415.26 0.103 0.13 0.400 0.600 0.13 0.1 414.0 20.07 434.05 0.226 0.39 0.600 0.800 0.39 0.2 433.2 26.49 459.69 0.394 0.88 0.800 1.000 0.88 0.4 459.3 24.22 483.52 0.549 1.45 1.000 1.200 1.45 0.5 481.5 18.52 500.05 0.657 1.90 1.200 1.400 1.90 0.7 497.5 12.29 509.82 0.720 2.18 1.400 1.600 2.18 0.7 507.6 6.08 513.67 0.745 2.30 1.600 1.800 2.30 0.7 511.6 1.89 513.51 0.744 2.29 1.800 2.000 2.29 0.7 511.5 0.23 511.69 0.732 2.24 2.000 2.200 2.24 0.7 509.5 0.00 509.54 0.718 2.17

De igual manera que para el embalse actual, se consideró un tiempo de creciente

de 2.2 horas. Se observa que con la lámina de agua máxima sobre el vertedero es

de 0.745 metros, la cual no sobrepasa la altura máxima de la estructura. El caudal

máximo transportado cuando se tiene este tirante es de 2.30 m3/s, inferior en un

24.34% al caudal máximo que puede transportar dicha estructura.

A diferencia con el tránsito realizado al embalse actual, la creciente máxima

empieza a sobrepasar por la estructura de control después que ha pasado el

caudal pico. Esta situación se presenta debido a que se tiene un área mayor de

inundación, por lo tanto la onda de creciente tarda más en llegar al rebosadero del

embalse. En un tiempo de 2.2 horas, que es el tiempo máximo estimado de

duración de la creciente, el embalse no ha evacuado la totalidad de excesos

disponibles, pero tiene la capacidad de almacenarlos sin sobrepasar la capacidad

máxima del vertedero.





� CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Para la determinación de los caudales máximos de escorrentía presentes en la

creciente máxima en un período de retorno en la hoya hidrográfica del embalse del

municipio Los Córdobas, hubo la necesidad de realizar un estudio hidrológico con

base en la precipitación máxima registrada en 24 horas en las estaciones de

Arboletes y la Universidad de Córdoba. Así mismo, a partir de la información de

campo se obtuvieron los parámetros geomorfológicos necesarios para calcular los

tiempos de concentración por medio de varios autores.

Se calcularon los hidrogramas de escorrentía a partir de los métodos de la SCS,

Snyder y Williams y Hann, resultando el más desfavorable el obtenido con el

método de la SCS, con un valor de caudal pico de 27.2 m3/s.

Con base en este hidrograma de creciente se realizó la evaluación del vertedero

actual de rebose en el embalse, resultando un caudal máximo de evacuación de

3.04 m3/s, el cual es superado por la creciente máxima en las condiciones actuales

del embalse debido a que el caudal máximo calculado que pasa por el vertedero es

de 3.34 m3/s, un 8.98% más de la capacidad de la estructura. En este caso la

creciente sobrepasa el tirante máximo, rebosando por sitios alternos del embalse;

de igual manera se produce una mancha de inundación en zonas anexas al

embalse.

Caso contrario ocurre en el embalse proyectado debido a que el caudal máximo de

rebose es de 2.30 m3/s, un 75.65% del caudal máximo que alcanza a transportar.

En este caso también se produce una mancha de inundación, la cual es posible

manejar subiéndole la altura a los diques de protección teniendo en cuenta la cota

máxima del vertedero. Como se tiene un área mayor de inundación, el volumen de

excesos puede ser manejado y embalsado durante un lapso de tiempo mayor,





permitiendo el rebose por el vertedero de excesos sin propiciar inundaciones o

sobrepaso de la cota máxima. Esto sucede ya que el tránsito de la onda dinámica

de creciente tarda más tiempo en llegar hasta el rebosadero.

En el caso de ampliación del embalse el vertedero presente alcanza a controlar las

crecientes máximas presentadas con un período de retorno de 20 años.

4.2 CAPTACIÓN EN EMBALSE Y LINEA DE ADUCCIÓN A PTAP.

Con el fin de proveer al sistema de una estructura de captación segura en la

operación de la toma de agua, se diseñó una captación mixta, la cual permitirá

conducir el caudal demandado por las poblaciones que se abastecen del Embalse,

como son: casco urbano de Los Córdobas, Veredas Macondal, El Mamey,

Barranquillita, Palma de Coco, El Oasis y Brisas del Caribe, por lo tanto este se

diseñará teniendo en cuenta dicho caudal.

Esta captación se realiza en forma directa sobre el Embalse Caño viejo, mediante

dos tuberías de succión lateral formada cada una por dos tramos de tubería de 10

pulgadas, de longitud total 20 metros, los primeros 13 metros son en manguera

flexible con alma de acero, los 7 metros restantes son en tubería de acero al

carbón. En el esquema No 4.1 podemos apreciar el sistema completo.





2

1

4.2 ESTACIÓN DE BOMBEO.

El RAS 2000 en el Capitulo B.8.4.1 recomienda que para el nivel medio de

Complejidad se debe colocar mínimo dos bombas, cada una de ellas con capacidad

igual al caudal de diseño de la estación. Como se ha mencionado anteriormente, el

caudal a bombear será el que demanda el Casco urbano de Los Córdobas y Las

veredas Macondal, El Mamey, Barranquillita, Palma de Coco, El Oasis y Brisas del

Caribe.

Planta de captación en Embalse caño Viejo

Equipos de Bombeo

Líneas de succión Ø10”

Embalse Caño Viejo

Captación

Linea de succión Ø10”

Tablero Eléctrico





Para el cálculo del equipo de bombeo se proyecto el caudal para cada año del

periodo de diseño y así establecer el caudal para cada etapa (2007-2016 y 2016-

2026).

El caudal de diseño de los equipos de bombeo es Q= 24 l/s (Caudal Máximo

Diario en el periodo 2007-2016).

El caudal de diseño de los equipos de bombeo es Q= 32 l/s (Caudal Máximo

Diario en el periodo 2017-2026).

Perdidas en el sistema.

En el sistema se producen pérdidas de carga por fricción y rozamiento y pérdidas

por carga de velocidad. Las primeras pueden evaluarse por la ecuación de Hazen

Williams así:

Hf LetQb

C D= ∗

∗ ∗

0 28 2 63

1 85

. .

.

Let Ltub Leacc= +

Leacc Ltub= ∗0 2.

Hf =pérdida de carga por fricción en la impulsión, mts.

Qb =caudal de bombeo, m3/seg.

Let =longitud total equivalente, mts.

C =coeficiente de Hazen Williams.

SEACC =longitud equivalente por accesorios, mts.

Ltub =longitud de tubería, mts.

D =diámetro de tubería, mts.

El valor del coeficiente de Hazen Williams depende del tipo de tubería que se va a

emplear, así puede ser de 150 para tuberías PVC, de 140 para tuberías de hierro

fundido dúctil y 100 para las tuberías de acero.





La pérdida de carga por velocidad en la impulsión se calcula con la siguiente

expresión:

hvV

g=

2

2

Donde

Hv =pérdida de carga por velocidad, m

V =velocidad de impulsión, m/s

g =gravedad, m/s2.

Altura dinámica total.

La altura dinámica total del sistema de bombeo debe garantizar la elevación del

agua a la cota deseada y a una presión residual definida. Para determinarla se

utiliza la siguiente expresión:

HDT Hs Hf hfs hf hmd hms= + + + + +

Donde;

HDT= altura dinámica total, m

Hs = altura estática total, m

Hf = pérdida de carga por fricción en la impulsión, m

hfs = pérdida por fricción en la succión, m

hf = pérdida de carga por velocidad, m

Hmd = pérdida por accesorios en la impulsión, m

Hms = pérdida por accesorios en la succión, m.





Potencia del conjunto motor bomba.

La potencia del conjunto motor bomba se calcula con la siguiente expresión:

PHDT Qb

= 115. ** *γ

η

Donde:

P= potencia motor bomba, Kw,

g = peso específico del agua, Kg/m3,

HDT= altura dinámica total, m,

Qb= caudal de bombeo, m3/s,

h = eficiencia.

Las eficiencias de las bombas varían en un intervalo entre 60 y 85%; el valor

recomendado es de 75%.

Metodología para la selección de la bomba.

Inicialmente se elige el número de bombas con las que se va a operar el sistema

dependiendo del caudal máximo a bombear, para el caso del municipio Los

Córdobas se programara el sistema para que funcione con un equipo de bombeo

en operación y una unidad de suplencia en caso de emergencia. Cada bomba

tendrá igual capacidad detal forma que sean capaz de bombear como mínimo el

caudal de diseño cada una.

La separación entre ejes de bomba debe ser como mínimo el espaciamiento

sugerido por el fabricante, pero no menor de 1.00 m para garantizar los trabajos

de reparación y mantenimiento de los equipos. Los equipos de bombeo se

escogerán de acuerdo con el caudal total a bombear y a la altura dinámica total

requerida.





Una vez seleccionados varios tipos de bombas, se procede a dibujar la curva del

sistema contra la curva de funcionamiento de una bomba. La curva del sistema se

construye teniendo en cuenta la altura estática y las pérdidas por fricción y

accesorios en la tubería. La bomba definitiva se escogerá según presente el mayor

aprovechamiento de la potencia de trabajo y de su capacidad para bombear un

caudal mayor al requerido.

En el anexo 4.1 se aprecian los cálculos del equipo de bombeo paro los años 2.017

y 2026. la tabla 4.49 muestra el resumen de los resultados

Tabla 4. 49 Características equipo de Bombeo, calculado

Potencia de la Bomba 2.017 2.026

Caudal de bombeo (l/s) 24.0 32.3 Altura dinámica total 18.0 21.0 Eficiencia asumida (%). 75 75 Potencia en HP 8.3 12.8 Potencia en kW. 6.2 9.6

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, que se muestran en la tabla 4.50 y

tomando como referencia las bombas marca HIDROMAC se procedió a seleccionar

la curva de la bomba que mas se acercaba a los requerimientos calculados,

escogiéndose la bomba tipo 2x3x5A 50-125A, cuya curva característica se aprecia

en la figura 4.18 con una potencia del motor de 10 HP y un impulsor de diámetro

Ø 120 mm (para el periodo de diseño 2.006 - 2.017)

En la figura 4.19, se ven graficadas la curva del sistema, la curva característica de

la bomba seleccionada y el punto de operación del sistema.





Figura 4. 18 Curva Característica de la Bomba Hidromac 2x3x5A

0

5

10

15

20

25

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04

Caudal (m3/s)

HD

T (

m)

Curva del sistema Curva de la Bomba Serie4 Curva Modificada

Figura 4. 19 Determinación del punto de Operación del sistema





Diámetro de la línea de Aducción.

La línea de Aducción es la encargada de conducir las aguas crudas del embalse a

la planta de tratamiento de agua potable. En el recorrido de la Aducción debe

cruzar el río Los Córdobas para lo cual se dispondrá de un viaducto para tal fin y el

material de la tubería en este sector será de acero. La línea de posee una longitud

de 1.312 metros lineales, esta línea poseerá un diámetro de Ø8”, con base en los

cálculos realizados por esta consultoría como se muestra en los siguientes

párrafos.

Parámetros de diseño.

Para el diseño de la línea de Aducción se tuvo en cuenta cada uno de los

siguientes parámetros.

• Caudal de diseño.

El caudal de diseño de la tubería de Aducción está relacionado con el caudal de la

bomba, para lo cual se tomara la capacidad de las bombas para cada horizonte de

planeación de las mismas (2016 y 2026) en el chequeo de la velocidad en la línea

de Aducción.

• Velocidad en la línea de impulsión.

De acuerdo al RAS 2000 la velocidad mínima en las tuberías de aducción o

conducción se recomienda de 0.6 m/s y una velocidad máxima de 6 m/s. (RAS

2000 B.6.4.8.3 y B.6.4.8.4)

• Diámetro económico.

Para el cálculo del diámetro de la línea de Aducción se hará en base a la siguiente

ecuación.





24

____.

;*3.1 4/1

bombeodehorasdeNoX

QXD

=

=

Donde:

D = El diámetro de la impulsión.

Q= Caudal de la Bomba en m3/s.

De acuerdo a la anterior expresión y para una capacidad de la bomba de 32.3 L/s

(capacidad de la bomba de 2016-2026), el diámetro seleccionado es de Ø8”, para

estas condiciones se obtiene una velocidad de 1.0 m/s.

Por otra parte para un caudal de 24.0 L/s correspondiente al periodo de 2007 a

2016, se obtiene una velocidad de 0.74 m/s, la cual está comprendida en el rango

establecido en el RAS 2000.

La tabla 4.50 muestra un resumen de los costos de Energía y Costos de Suministro

e Instalación de tubería de cada uno de los diámetros propuestos, para la línea de

aducción del Embalse Caño viejo a la Planta de Tratamiento de agua Potable, estos

datos fueron obtenidos del análisis del consultor, por medio de tablas de Excel que

se pueden apreciar en el anexo 4.1

Tabla 4. 50 Resumen General Costos Diámetro Económico

Diámetro costo Costo Energía Costo Instalación

+ tubería 4 1,199,376,272 1,177,326,800 22,049,472 6 482,736,771 441,497,550 41,239,221 8 243,746,087 176,599,020 67,147,067

10 248,106,319 147,165,850 100,940,469





Chequeo golpe de ariete.

La interrupción repentina del bombeo debido a un cierre rápido o a un corte del

fluido eléctrico genera una sobrepresión en las paredes de la tubería como

consecuencia de la amortiguación de la onda de regreso al interrumpirse el flujo.

Esta sobrepresión se evalúa en función de la velocidad del agua en la tubería y las

características del material, de las paredes del tubo así como la celeridad de la

onda. Utilizaremos en el chequeo las formulas contenidas en el catálogo de Pavco.

( )2RDE1

1420a

−+

=

E

K

La velocidad de la onda se calcula según la expresión:

K: modulo de elasticidad del agua (2.06x104 kg/cm2).

E: modulo de elasticidad del PVC(2.81x104 kg/cm2).

RDE: 41

La sobrepresión se evalúa con la expresión:

a: celeridad de la onda (m/s).

V: velocidad del agua en la tubería (m/s).

a: aceleración de la gravedad (9.81 m/s2).

Remplazando los valores apropiadamente tenemos:

Celeridad de la onda = 263.6 metros/seg.

Sobrepresión = 27 m.c.a.

Para una tubería de PVC tipo 1 grado 1 y RDE igual a 41 se tiene una presión de

trabajo máxima de 70.03 m.c.a muy superior a la que soportará el sistema.

g

avp =





NPSH disponible.

Cabeza neta de succión positiva (NPSH). La cabeza neta de succión positiva

disponible se calculará en la siguiente forma:

NPSH disp

P

gH H

P

g

atm

es f

v=

⋅+ − −

⋅ρ ρ

Hes, es la altura estática de succión (incluyendo su signo) calculada como la

diferencia de altura entre el plano de referencia del NPSH y el nivel del agua

mínimo en el pozo de succión.

La cabeza neta de succión positiva requerida por el fabricante debe ser menor que

el valor disponible en la instalación en por lo menos 20% para todas las

condiciones de operación. En ningún caso la diferencia puede ser menor que 0.5

m.

Para todos los caudales previstos debe verificarse que no ocurra el fenómeno de

cavitación.

Tabla 4. 51 Resumen Análisis Cavitación 11 Chequeo Cavitación

Altura sobre el nivel del mar ( m). 20.00 Altura barométrica (m). 10.31 Altura estática de succión (m). 6.65 Pérdidas en el múltiple de succión( m ). 0.43 Temperatura ambiente (grados centigrados). 27.00 Presión de vapor (m). 0.35 Altura de velocidad (m). 0.01 CNPSd (m). 2.86 CNPSr ( < CNPSd). 1.00





1 Datos GeneralesCaudal Maximo Diario (m3l/s ) 0.024 Caudal de una bomba ( m3/s ) 0.024 Caudal en la impulsión ( m3/s ) 0.024 Cota de entrega sistema de tratamiento ( m ) 14.038 Cota minima eje bomba ( m ) 7.400 Cota mínima de succión ( m ) 0.755 Cota maxima de succión ( m ) 6.100 Material de la Tubería del múltiple de Succión ( C ) 100.000 Material de la Tubería del múltiple impulsión ( C ) 100.000 Material de la Tubería de impulsión ( C ) 150.000 Longitud de la impulsion ( m ) 1,312.000 Diámetro del múltiple de succión individual ( plg ) 10.000 Diámetro del múltiple de impulsión ( plg ) 8.000 Diámetro de la impulsión ( plg ) 8.000

2 Perdidas por friccion Multiple de SucciónNo. Accesorios Le # Lt

Valvula de pie con coladera 64.20 1.00 64.20 Curva de 90º 4.01 1.00 4.01 Reducción 1.51 1.00 1.51 Niple 1.00 7.00 7.00 Tubería 1.00 13.00 13.00

L.E. 89.72

3 Perdidas por friccion Multiple Impulsión GeneralNo. Accesorios Le # Lt

Expansión (12D) 24.38 1.00 24.38 Valvula de Compuerta 1.39 1.00 1.39 Valvula de Retención tipo liviano 16.20 1.00 16.20 Tee Paso Directo 4.28 2.00 8.56 Codo de 45° 3.06 2.00 6.12 Niples 1.00 3.00 3.00

L.E. 59.65

4 Perdidas por friccion linea de impulsionNo. Accesorios Le # Lt

Codo de 45° 3.06 2.00 6.12 Codo de 90° 6.25 6.00 37.50 Tuberia 1.00 1,312.00 1,312.00

L.E. 1,355.62

5 Perdidas Totales J L.E. Hf Descripción mts/mts mts mtsMultiple Succión (C=100) 0.002 76.72 0.13 Multiple Succión (C=150) 0.001 13.00 0.01 Multiple Impulsión 0.005 59.65 0.30 Llinea de impulsion 0.002 1,355.62 3.17

hf= 3.61

6 Altura Dinámica totalAltura Geodesica ( m). 13.28 Pérdidas en el múltiple Succión (m) 0.14 Pérdidas en el múltiple de impulsión ( m ). 0.30 Pérdidas en la impulsión ( m). 3.17 Sobrepresión en la llegada (m). 1.00

17.89

PLAN MAESTRO DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DEL MUNICIPIO LOS CORDOBAS EN EL DEPARTAEMNTO DE CORDOBA Y ZONA RURAL ASOCIADA AL SISTEMA

REVISION HIDRAULICA DEL SISTEMA DE BOMBEOCaptación: Embalse a PTAP para el año 2017





1 Datos GeneralesCaudal Maximo Diario (m3l/s ) 0.032 Caudal de una bomba ( m3/s ) 0.032 Caudal en la impulsión ( m3/s ) 0.032 Cota de entrega sistema de tratamiento ( m ) 14.038 Cota minima eje bomba ( m ) 7.400 Cota mínima de succión ( m ) 0.755 Cota maxima de succión ( m ) 6.100 Material de la Tubería del múltiple de Succión ( C ) 100.000 Material de la Tubería del múltiple impulsión ( C ) 100.000 Material de la Tubería de impulsión ( C ) 150.000 Longitud de la impulsion ( m ) 1,312.000 Diámetro del múltiple de succión individual ( plg ) 10.000 Diámetro del múltiple de impulsión ( plg ) 8.000 Diámetro de la impulsión ( plg ) 8.000


Valvula de pie con coladera 64.20 1.00 64.20 Curva de 90º 4.01 1.00 4.01 Reducción 1.51 1.00 1.51 Niple 1.00 7.00 7.00 Tubería 1.00 13.00 13.00

L.E. 89.72



L.E. 59.65


Codo de 45° 3.06 2.00 6.12 Codo de 90° 6.25 6.00 37.50 Tuberia 1.00 1,312.00 1,312.00

L.E. 1,355.62

5 Perdidas Totales J L.E. Hf Descripción mts/mts mts mtsMultiple Succión (C=100) 0.003 76.72 0.22 Multiple Succión (C=150) 0.001 13.00 0.02 Multiple Impulsión 0.009 59.65 0.51 Llinea de impulsion 0.004 1,355.62 5.51

hf= 6.26


20.55


REVISION HIDRAULICA DEL SISTEMA DE BOMBEOCaptación: Embalse a PTAP para el año 2026





UNIDAD VALORplg 4

PVC$ 240% 10L/s 32.3# 2

L/s 32m 181.49 HPKw 84.46 113Kw 59.68 80

Q COSTO VP(l/s) TOTAL COSTOS

2006 18.12 24 123,752,448 22,049,472 145,801,920 145,801,9202007 18.75 24 123,752,448 123,752,448 112,502,2252008 19.27 24 123,752,448 123,752,448 102,274,7502009 19.81 24 123,752,448 123,752,448 92,977,0462010 20.37 24 123,752,448 123,752,448 84,524,5872011 20.95 24 123,752,448 123,752,448 76,840,5342012 21.54 24 123,752,448 123,752,448 69,855,0312013 22.16 24 123,752,448 123,752,448 63,504,5732014 22.80 24 123,752,448 123,752,448 57,731,4302015 23.46 24 123,752,448 123,752,448 52,483,1182016 24.15 24 123,752,448 123,752,448 47,711,9262017 24.86 24 123,752,448 123,752,448 43,374,4782018 25.60 24 123,752,448 123,752,448 39,431,3442019 26.36 24 123,752,448 123,752,448 35,846,6762020 27.15 24 123,752,448 123,752,448 32,587,8872021 27.97 24 123,752,448 123,752,448 29,625,3522022 28.82 24 123,752,448 123,752,448 26,932,1382023 29.70 24 123,752,448 123,752,448 24,483,7622024 30.61 24 123,752,448 123,752,448 22,257,9662025 31.55 24 123,752,448 123,752,448 20,234,5142026 32.33 24 123,752,448 123,752,448 18,395,013

TOTAL 2,598,801,408 22,049,472 2,620,850,880 1,199,376,272

$22,049,472$1,177,326,800$1,199,376,272

COSTO CONDUCCIONCOSTO ENERGIA VALOR PRESENTEVALOR PRESENTE

AÑO HORAS COSTO

DiametroMaterialV/r. KW-Hora

Unidades

COSTO PVC

PARAMETROESTUDIO DE BOMBEOALTERNATIVA No 1

Tasa RetornoQ. Total

Q/ UnidadHDTPotencia CalculadaPotencia Comercial





UNIDAD VALORplg 6

PVC$ 240% 10L/s 32.3# 2

L/s 32m 38.66 HP

Kw 17.99 24Kw 22.38 30


2006 18.12 24 46,407,168 41,239,221 87,646,389 87,646,3892007 18.75 24 46,407,168 46,407,168 42,188,3352008 19.27 24 46,407,168 46,407,168 38,353,0312009 19.81 24 46,407,168 46,407,168 34,866,3922010 20.37 24 46,407,168 46,407,168 31,696,7202011 20.95 24 46,407,168 46,407,168 28,815,2002012 21.54 24 46,407,168 46,407,168 26,195,6372013 22.16 24 46,407,168 46,407,168 23,814,2152014 22.80 24 46,407,168 46,407,168 21,649,2862015 23.46 24 46,407,168 46,407,168 19,681,1692016 24.15 24 46,407,168 46,407,168 17,891,9722017 24.86 24 46,407,168 46,407,168 16,265,4292018 25.60 24 46,407,168 46,407,168 14,786,7542019 26.36 24 46,407,168 46,407,168 13,442,5042020 27.15 24 46,407,168 46,407,168 12,220,4582021 27.97 24 46,407,168 46,407,168 11,109,5072022 28.82 24 46,407,168 46,407,168 10,099,5522023 29.70 24 46,407,168 46,407,168 9,181,4112024 30.61 24 46,407,168 46,407,168 8,346,7372025 31.55 24 46,407,168 46,407,168 7,587,9432026 32.33 24 46,407,168 46,407,168 6,898,130

TOTAL 974,550,528 41,239,221 1,015,789,749 482,736,771

$41,239,221$441,497,550$482,736,771

COSTO PVC





Unidades


AÑO HORAS COSTO





UNIDAD VALORplg 8

PVC$ 240% 10L/s 32.3# 2

L/s 32m 20.55 HPKw 9.56 13Kw 8.95 12


2006 18.12 24 18,562,867 67,147,067 85,709,934 85,709,9342007 18.75 24 18,562,867 18,562,867 16,875,3342008 19.27 24 18,562,867 18,562,867 15,341,2132009 19.81 24 18,562,867 18,562,867 13,946,5572010 20.37 24 18,562,867 18,562,867 12,678,6882011 20.95 24 18,562,867 18,562,867 11,526,0802012 21.54 24 18,562,867 18,562,867 10,478,2552013 22.16 24 18,562,867 18,562,867 9,525,6862014 22.80 24 18,562,867 18,562,867 8,659,7152015 23.46 24 18,562,867 18,562,867 7,872,4682016 24.15 24 18,562,867 18,562,867 7,156,7892017 24.86 24 18,562,867 18,562,867 6,506,1722018 25.60 24 18,562,867 18,562,867 5,914,7022019 26.36 24 18,562,867 18,562,867 5,377,0012020 27.15 24 18,562,867 18,562,867 4,888,1832021 27.97 24 18,562,867 18,562,867 4,443,8032022 28.82 24 18,562,867 18,562,867 4,039,8212023 29.70 24 18,562,867 18,562,867 3,672,5642024 30.61 24 18,562,867 18,562,867 3,338,6952025 31.55 24 18,562,867 18,562,867 3,035,1772026 32.33 24 18,562,867 18,562,867 2,759,252

TOTAL 389,820,211 67,147,067 456,967,278 243,746,087

$67,147,067$176,599,020$243,746,087

COSTO PVC





Unidades


AÑO HORAS COSTO





UNIDAD VALORplg 10

PVC$ 240% 10L/s 32.3# 2

L/s 32m 16.49 HP

Kw 7.67 10Kw 7.46 10


2006 18.12 24 15,469,056 100,940,469 116,409,525 116,409,5252007 18.75 24 15,469,056 15,469,056 14,062,7782008 19.27 24 15,469,056 15,469,056 12,784,3442009 19.81 24 15,469,056 15,469,056 11,622,1312010 20.37 24 15,469,056 15,469,056 10,565,5732011 20.95 24 15,469,056 15,469,056 9,605,0672012 21.54 24 15,469,056 15,469,056 8,731,8792013 22.16 24 15,469,056 15,469,056 7,938,0722014 22.80 24 15,469,056 15,469,056 7,216,4292015 23.46 24 15,469,056 15,469,056 6,560,3902016 24.15 24 15,469,056 15,469,056 5,963,9912017 24.86 24 15,469,056 15,469,056 5,421,8102018 25.60 24 15,469,056 15,469,056 4,928,9182019 26.36 24 15,469,056 15,469,056 4,480,8352020 27.15 24 15,469,056 15,469,056 4,073,4862021 27.97 24 15,469,056 15,469,056 3,703,1692022 28.82 24 15,469,056 15,469,056 3,366,5172023 29.70 24 15,469,056 15,469,056 3,060,4702024 30.61 24 15,469,056 15,469,056 2,782,2462025 31.55 24 15,469,056 15,469,056 2,529,3142026 32.33 24 15,469,056 15,469,056 2,299,377

TOTAL 324,850,176 100,940,469 425,790,645 248,106,319

$100,940,469$147,165,850$248,106,319


AÑO HORAS COSTO


Unidades

COSTO PVC








Analisis Diametro Economico

4; 1,199,376,272

6; 482,736,771

10; 248,106,319

8; 243,746,087

-

200,000,000

400,000,000

600,000,000

800,000,000

1,000,000,000

1,200,000,000

1,400,000,000

2 4 6 8 10 12

Diametro

Co

sto

To

tal





4.3 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

A continuación se describe el Diseño de la Planta de Tratamiento de Agua Potable

para el Municipio de Los Córdoba, teniendo en cuenta la reglamentación existente

“Decreto 475 emitido por el ministerio de salud el 10 Marzo de 1.998” y los

parámetros básicos expuestos en el RAS 2.000 para tal fin.

4.3.1 Selección del Sistema

Una vez analizada la información obtenida en la visita de campo y evaluada la

caracterización realizada al agua cruda, se determinó optar por el diseño de planta

compacta construida en concreto por las siguientes razones:

• La zona de ubicación del proyecto es área de influencia marina, por lo cual

se descarta el uso de lamina de acero al carbón en la construcción de la

planta compacta.

• La construcción de planta compacta en concreto permite la ampliación

futura pues queda modular.

• Para este proyecto y dadas las condiciones del sitio de instalación y el agua

cruda a tratar la alternativa técnica y económica más viables son planta

compacta construida en concreto y con tecnología de tratamiento

convencional..





4.3.2 Ensayos de laboratorio

�� Caudal

/Hr m= Q

1000 lt

1 m*

1 Hr

seg3600 *

seg

lt4.02 Q

lt/seg4Q

D

3

D

D

300.144

0

=

=

�� Calculo diámetro de tubería

" D = ".D

AD

DA

m.

Hr

seg *

seg

m .

Hr

m

A

V

QA=

m/seg. ; V Q= V * A

10 888

4

4

00400

1

360001

144

01

2

2

3

≈=

=

=

==

=

π

π

4.3.3 Unidades de tratamiento

� Aireación “Torre de Aireación”

� Material de contacto para aireación Carbón Coke.

� Mezcla rápida “Cono de mezcla rápida”

� Cámara de coagulación y floculación

� Cámara de sedimentación con módulos de sedimentación de alta tasa





� Filtración sobre Gravas y Arenas de tipo siliceo

� Filtración sobre Carbón activado

� Desinfección final – tanque de cloración

4.3.4 Unidades funcionales del sistema

• Dosificación de coagulante

• Dosificación de floculante

• Dosificación de desinfectante

• Bombeo de transferencia entre filtros

• Bombeo de retrolavado de filtros

• Tablero eléctrico y mando semiautomático.

4.3.5 Diseño de unidades de tratamiento

4.3.5.1 Torre de Aireación = (TA)

Tenemos que para 1.0 lt/seg., se adopta como parámetro de diseño valores entre

0.05 a 0.15 m2 de área requerida para las bandejas de acuerdo a los niveles de

hierro presentes en el agua cruda1 (Pág. 33).

2

2

2

m 6.0 X

seg

lt 1.0

m 0.15 * seg

lt 40.0

X

X 40.0

m 0.15 seg

lt 1

=

=

→

→

1 Acuapurificación. Diseño de Sistemas de Purificación de Aguas. Jairo Alberto Romero Rojas.





Tenemos una sección cuadrada de 2.50 m * 2.50 m

Se adoptan 5 bandejas de 2.50 m * 2.50 m dado los niveles de hierro

4.3.5.2 Cono de Mezcla Rápida (CMR).

Se utilizará un mezclador estático de inserción o cono de mezcla rápida colocado

verticalmente inmerso en la cámara de floculación con un diámetro mayor de 2.50

m de 1.60 m. de longitud y en su parte inferior de 0.40 m y longitud de 1.60 m.,

con una zona de transición de 0.3 m de longitud, con lo cual se garantiza que el

gradiente de velocidad obtenido por esta unidad es suficiente para lograr una

mezcla uniforme.

mts. 3.50 Promedio Altura

m 4.8 V

min 60

Hr 1 *min 2.0 *

Hr

m 144 V

min 2.0 T ; T * Q V

3

CMR

3

CMR

RRDCMR

=

=

=

==

El Diámetro:

mts 2.50

h *

V 4 D

h * 4

2

=

=

=

D

DV

π

π





4.3.5.3 Cámara de Coagulación y Floculación (CCF)

De acuerdo a 2 (numeral C.5.3.1) deben realizarse ensayos de prueba de jarras

para definir las condiciones adecuadas a las que debe operar el sistema de

floculación. Las mencionadas fueron efectuadas, obteniéndose los resultados

mencionados en el numeral 2. del presente documento.

Tomando como base 2 (numeral c.5.5.1.1) la velocidad de floculación debe estar

entre 0.2 y 0.6 sm

.

Se procede a diseñar una cámara de coagulación y floculador de flujo ascendente

con un tiempo de retención de 20 minutos, se toma como base para el cálculo del

área de floculación una altura útil de 3.0 m.

Área del Floculador 20.160.3

60/20./3144m

m

hrshrmA fl ==

Con este valor se pueden definir las otras dos dimensiones de la cámara las cuales

quedan:

- Largo : 3.60 m

- Ancho : 4.50 m

- Altura útil : 3.00 m

- Altura Total : 3.20 MTS

Los Dispositivos de paso entre las cámaras, mencionados en 2 (numeral C.5.5.3)

deben cumplir que:

El gradiente de velocidad en los canales, compuertas, orificios, vertederos, tuberías

o cualquier otra estructura de paso del agua floculada, no debe tener un gradiente

2 Reglamento de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000.





de velocidad superior al de la cámara de floculación precedente. El gradiente de

velocidad en los pasos entre cámaras no debe ser mayor de 20 s-1. Por lo tanto

debe calcularse el gradiente en cada caso.

4.3.5.4 Cámara de Sedimentación (CS)

Debido a Los niveles de variabilidad que presentan los valores del parámetro más

crítico para el diseño de la planta de tratamiento (turbidez) 3 y ¡Error! Marcador no

definido. con valores entre 2.5 a 10 U.N.T se tomaron medidas muy conservadoras

en el diseño propuesto.

Es de vital importancia que la cámara de sedimentación cumpla a cabalidad con su

trabajo y que pueda absorber las diferentes variaciones en la calidad del agua

cruda que debe ser tratada.

Por tal motivo se asumirá un valor muy conservador para el diseño de esta unidad,

tomándose una taza de día *m

m 48 2

3

; valor cercano al estipulado en 4 (Valores

sugeridos entre 60 y 240 día*m

m2

3

).

Del otro lado, de acuerdo a 2 numeral C.6.3.4 el cual dice: Número de unidades:

“Independientemente del nivel de complejidad del sistema, todos los sistemas de

decantación deben tener por lo menos 2 unidades en servicio así sea en la primera

etapa.”

Para dar solución al mencionado requerimiento, los diseñadores proponen la

solución de las dos unidades de sedimentación, de acuerdo a lo contemplado en

plano 011 PT1 040-1.

3 Ver anexo Nº 1 Datos Entrada a SELTEC. Metodología Frecuencia Acumulada del 95%

4 CEPIS, Tecnología de tratamiento de agua para países de desarrollo, 1997, Referencia Nº 12 de Acuapurificación. Diseño

de Sistemas de Purificación de Aguas. Jairo Alberto Romero Rojas.





Por lo tanto el diseño queda así:

Número de unidades de sedimentación: Dos (2), repartidas en una central y dos

medias unidades instaladas a cada uno de los lados de la principal.

Dimensionamiento:

2

2

3

3

2

3

D

m 36.0

Hr *m

m 4.0

Hr

m 144

Hr *m

m 4.0 iónSedimentac de ;

iónSedimentac de Tasa

Q

==

==

CS

CS

A

TasaA

Una vez realizados los cálculos las dimensiones finales del Sedimentador son:

• Largo : 8.00 mts

• Ancho : 4.50 mts

• Altura Útil : 3.00 mts

• Altura Total : 3.20 mts

Nota: Se deben instalar Módulos de Sedimentación de alta tasa (Paneles en forma

de Colmena). Modulo de Sedimentación de alta tasa, fabricado en polipropileno de

alta densidad color negro y las dimensiones de la cámara son:

4.3.5.5 Filtración Sobre Arena (FA)

De acuerdo a 2 los requisitos necesarios para el diseño de unidades de filtración

requeridas para el Municipio de Los Córdoba son las siguientes:





Composición de los lechos filtrantes

El filtro puede ser de un solo medio (arena o antracita), de medio dual (arena y

antracita) o lechos mezclados. Puede ser de profundidad convencional de 0.6 m a

0.9 m o de capa profunda de más de 0.9 m de altura.

Las partículas deben ser duras, resistentes, de forma preferiblemente redondeada

sin esquistos ni partículas extrañas, libre de lodo, arcilla o materias orgánicas.

1. Lechos de arena

La arena (fina, estándar o gruesa) debe estar dentro de los límites señalados en

la tabla 4.52

Tabla 4. 52 Característica de la arena, para filtros rápidos

La arena fina (0.35 mm - 0.45 mm) solamente se recomienda en los siguientes

casos:

a) Cuando el pretratamiento sea poco satisfactorio.

b) Cuando se requiera un alto grado de remoción.

c) Cuando se pueda operar con periodos cortos de filtración y no sea importante

el ahorro de agua de lavado.

d) Cuando el sistema de lavado esté diseñado únicamente para arena fina.

Tamaño efectivo Coeficiente de uniformidad

Mínimo (mm)

Máximo (mm) Mínimo Máximo

Arena Fina 0.35 0.45

Arena media 0.45 0.65 1.35 1.70

Arena gruesa 0.65 0.85





La arena estándar (0.45 mm - 0.65 mm) se recomienda cuando las condiciones del

agua se encuentren entre las que se especifique para arena fina y gruesa.

La arena gruesa (0.65 mm - 0.85 mm) se recomienda en los siguientes casos:

a) Cuando el pretratamiento sea satisfactorio.

b) Cuando no se requiera un alto grado de remoción.

c) Cuando se requieran periodos largos en los filtros y ahorro de agua de

lavado.

d) Cuando el filtro sea diseñado para altas tasas de lavado.

Soporte del medio filtrante

El lecho de soporte que sustenta la arena debe ser de grava, con unas

dimensiones y características que dependen del sistema de drenaje adoptado. Las

partículas deben ser de material duro y resistente a golpes y a la abrasión, de

superficie lisa y deben tener en conjunto un mínimo porcentaje de formas

alargadas o planas.

Las características físicas y químicas de la grava, muestreo, ensayos, y embarque,

deben cumplir la Norma Técnica Colombiana NTC 2572.

Este lecho puede remplazarse por placas porosas de diseño especial garantizado.

Velocidad de filtración

La tasa de filtración debe depender de la calidad del agua, de las características de

la filtración y de los recursos de operación y control. La tasa normal debe

garantizar la eficiencia del proceso. Para el diseño deben adoptarse las siguientes

tasas:





Para lechos de arena o antracita sola con Te de 0.45 mm a 0.55 mm y una

profundidad máxima de 0.75 m, la tasa debe ser inferior a 120 m3/ (m2.día).

Para ver detalles de cálculos véase 5

Por experiencias anteriores en plantas de potabilización diseñadas y construidas

con caudales de operación similares y debido al aumento del costo de planta, se

asumirá la pérdida de carga durante la carrera de filtración en 0.9 m. con lo que se

asegura 48 horas de carrera de filtración, contrario a lo establecido en 2 numeral

C.7.5.1.5 que dice:

Pérdida de carga

La hidráulica del filtro debe diseñarse para que como mínimo pueda disponer de 2

m de pérdida de carga durante la carrera de filtración. La sumatoria de los

descensos de nivel en un filtro de tasa variable declinante durante la carrera debe

ser por lo menos igual a 2.0 m.

De acuerdo a lo establecido en 2 numeral C.7.5.1.7 1) que dice:

1. Velocidad de lavado

La velocidad del lavado para los filtros debe estar de acuerdo con el tipo de

lecho filtrante, el tamaño de los granos, su peso específico y su profundidad.

2. Sistemas de lavado

El lavado de los filtros puede realizarse de distintas maneras. Los lechos

uniformes gruesos se pueden lavar con aire y agua a velocidades que no

produzcan expansiones mayores del 20%. Los lechos mixtos de antracita y

arena deben fluidizarse con expansiones no menores del 20%, y no pueden ser

lavados con aire y agua simultáneamente.

5 Anexo Nº 3_P_T. Metodología para cálculo de los principales parámetros de un filtro rápido de flujo descendente.





Por lo anteriormente expuesto, se tomará el valor del caudal de retrolavado en a

60 lts / seg.

Una vez realizada la anterior explicación se procede al cálculo de las dimensiones

del filtro las cuales son:

2

2

3

3

2

3

D

m 20.57

*m

m 7.0

Hr

m 144

*m

m 7.0 Tf ;

Filtración de Tasa

Q

=

=

==

FA

FA

FA

A

Hr

A

HrA





Las capas de material filtrante de abajo hacia arriba son:

e = 15 cm.: 5.150 kg. Grava Gruesa ½” – ¼”

e = 15 cm.: 5.150 kg. Grava Mediana ¼” – 1/8”

e = 15 cm.: 5.150 kg. Grava Fina Tamiz de 6 – 10 huecos en 1”

e = 15 cm.: 5.150 kg. Arena Gruesa Tamiz de 10 – 12 huecos en 1”

e = 15 cm.: 5.150 kg. Arena Mediana Tamiz de 12 – 20 huecos en 1”

e = 15 cm.: 5.150 kg. Arena Fina Tamiz de 20 – 30 huecos en 1”





4.3.5.6 Filtración Sobre Carbón Activado (FCA)

2

2

3

3

2

3

D

m 20.57

*m

m 7.0

Hr

m 144

*m

m 7.0 Filtración de Tasa ;

Filtración de Tasa

Q

==

==

Hr

A

HrA

FCA

FCA





e = 15 cm.: 5.150 kg. Grava Gruesa ½” – ¼”

e = 15 cm.: 5.150 kg. Grava Fina Tamiz de 6 – 10 huecos en 1”

e = 50 cm.: 5.175 kg. Carbón activado para agua potable

4.3.5.7 Desinfección Final

Para la desinfección final se tomará un collarín de derivación de la tubería de 10´ y

la longitud mínima entre el punto de aplicación del desinfectante y la entrada al

tanque enterrado debe ser de 10 m.





4.3.6 SELECCIÓN UNIDADES FUNCIONALES

4.3.6.1 Dosificación de Coagulante (DC)

Para un agua como la actual se debe dosificar de 120 – 150 mg/l de coagulante, el

mas empleado es el sulfato de Aluminio tipo A en polvo.

lt 324.0 x

x 21.60

et 15 kg 1

tenemosagua de litros 15en bien disuelve se sulfato de Kg 1

kg/Hr 21.60

g 1000

kg 1 *

mg 1000

g 1 *

Hr

mg 21.600.000

lt 1

seg 3600 *

seg

lt 40 *

lt

mg 150

=

→

→

=

=

=

Dc

Dc

Dc

Se requiere una bomba dosificadora de 0 – 350 lt/hr tipo diafragma

4.3.6.2 Dosificación de Floculante (Df)

Se requiere de 1 – 2 mg/l de floculante, el mas usado es un polímero Aniónico de

alto peso molecular.





lt 576 x

x→gr 288

lt 2 → gr 1

agua de litros 2en nteperfectame disuelve se polimero degr 1

gr/Hr 288

Hr 1

seg 3600 *

seg

lt 40 *

lt

mg 2

=

=

=

Df

Df

Se requiere una bomba dosificadora de 0 – 600 lt/hr tipo diafragma

4.3.6.3 Dosificación de Desinfectante (Dd)

Se requiere de 20 – 40 mg/l de hipoclorito de sodio. Tómese 35 mg/l como base

de cálculo.

La dosificación final del desinfectante, deberá ser definida por medio de exámenes

de laboratorio luego de que halla sido construida y se efectué la puesta en marcha

de la planta de tratamiento. La mencionada cantidad dependerá del nivel de

eficiencia alcanzado en la operación de la planta y por la calidad y niveles de

variabilidad del afluente a ser tratado.

lt/hr 1550 - 0 de dosificada bomba una requiere Se

lt/h 1.512 x

x→gr 5.040

lt 60 →gr 200

gr/Hr 5.040

Hr 1

seg 3600 *

seg

lt 40 *

lt

mg 35

=

=

=

Dd

Dd





4.3.7 BOMBA DE TRANSFERENCIAS A FILTROS

Se requiere una bomba centrifuga autocebante de 144 m3/hr. y de 10 m.c.a.

4.3.7.1 Bombeo Retrolavado (BR)

BR = QD * 2.5

BR = 360.0 m3/hr.

Se requiere una bomba centrifuga autocebante de 360 m3/hr. y 20 m.c.a.

4.3.7.2 El diseño del tablero eléctrico de control de la planta será desarrollado

por el constructor del mismo.

Puesto que se fueron diseñados dos tanque, uno enterrado y otro elevado, se

tomará parte del volumen del tanque enterrado para que sirva como cámara que

asegure el tiempo de contacto para que el cloro reaccione y se transforme en

ácido hipocloroso y ión hipoclorito.

Adicional a lo anterior, se entrega un Manual General para la Planta de

Potabilización del Municipio de Los Córdoba en6.

4.3.8 DISEÑO DE FLAUTAS PARA EVACUACIÓN DE SUSTANCIAS

4.3.8.1 Detalle de Perforación colector agua de Retrolavado

Hr /m 360 Q

2.5 *lt 1000

1m*

Hr 1

seg 3600 *

seg

lt 40 Q

Q 2.5

3

R

3

R

D

=

=

=ORETROLAVADQ

6 Anexo Nº 2_P_T: Manual General de Planta de Tratamiento de Agua Potable.





Área requerida para el QR

2

3

m 0.100 A

Hr 1

seg 3600 *

seg

m1.0

Hr

m 360

A

m/seg 1.0 V

A * V

=

=

=

=Q

Ramificaciones del Colector = 7

Área por cada ramal= 0.01435 m2

Si usamos perforaciones ¾” tenemos que se requiere

UNITARIO =2

4

)"4/3(*π

A = 4

) 01905.0(* 2mπ

A = 0.0002826 m2

Cantidad de perforaciones = 3638.35 0002826.0

01435.02

2

≈→m

m perforaciones

4.3.8.2 Detalle de Perforación Colector Agua de Filtrado:

El detalle de recolección del agua filtrada es igual que el colector de agua de

retrolavado, el cambio es la cantidad y diámetro de perforaciones y ubicación de la

salida de la planta.





.0000178.0:

.0005742.0:.7./1V

Hr /m 144 Q

1.0 *lt 1000

1m*

Hr 1

seg 3600 *

seg

lt 40 Q

Q 1.

2.lg16

3

2

ELOCIDAD

3

R

3

R

D

mUnitariaAreadenesperforacioPara

mpanelporAreaonesramificaciTómesesegm

Q

adaspu

FILTRADO

=

=

=

=

.º15cos11

.3202.319

aseparadounocadahuetresfilasdeAsúmase

tubopornesperforacioasúmasenesPerforacio =

4.3.8.3 Detalle de flauta de salida para el sistema de Coagulación y Floculación.

Para evaluar el sistema del sistema de coagulación y floculación se utilizó el

método de Hudson en el que se define el caudal de evacuación de los lodos y se

modela teniendo en cuenta la relación de caudales entre el primer y el último

hueco no superen una diferencia del 20 % y adicionalmente, que el Gradiente de

velocidad en cada uno de los orificios sea menor a 100.

Los resultados se pueden observar en los siguientes cuadros:





4.3.9 DISEÑO DE LECHOS DE SECADO

4.3.9.1 Evacuación periódica:

La frecuencia de la evacuación de los lodos se efectuará de acuerdo a la

experiencia del operador de la planta y se hará cuando la cantidad de flog que se

presente en el sistema afecte la calidad del efluente.

4.3.9.2 Volumen de lodos:

Como lo especifica el Reglamento de Agua Potable y Saneamiento Básico en el

numeral C.13.4, el total de flujo de lodos de una planta no debe ser mayor en

promedio del 5% del caudal total tratado, teniendo en cuenta la siguiente

estimación:

Los sedimentadores producen entre el 2 y el 4 % del caudal que se procesa y los

filtros entre el 1 y el 2% total del mismo.

Asumiendo que el total de un lecho de secado seque su cantidad líquida en cuatro

días se pueden tener 4 lechos operando mientras que uno queda en

mantenimiento y adoptando un 2% de lodos sobre el caudal tratado tenemos que

la cantidad de lodos por día de operación de 12 horas es de 34.56 m3 y si

tenemos una profundidad efectiva en cada lecho de 0.80 mts tenemos que el área

de cada unidad de secado es de 6.60 mts X 6.60 mts

A continuación se presenta la hoja de cálculo desarrollada por el diseñador para

diseñar y calcular las cantidades de obra de los lechos de secado, teniendo como

variable principal la profundidad de los mismos.





Tabla 4. 53 Diseño y Cantidades de obra Lechos de Secado con cubierta

DISEÑO Y CANTIDADES DE OBRA LECHOS DE SECADO CON CUBIERTA

Si Muros menor 2 mt; E muros= 0,15 mt

Si Muros entre 2 mt - 2,50 mt ; E muros= 0,20 mt

Si Muros entre 2,50 mt - 3,00 mt ; E muros= 0,25 mt

Si Muros entre 3,00 mt - 3,50 mt; E muros= 0,30 mt

Si Hmuros mayor 3,50 mt; E muros= 0,35 mt

lado ancho L1 6.60 mt Cantidad Módulos. 5.00 und

lado largo L2 6.60 mt Espesor. canal 0.15 mt

altura estructura 1.20 mt ancho canal 0.45 mt

espesor muro 0.15 mt

Espesor placa concreto 0.15 mt *sobre excavación. 0.30 mt

esp. solado 0.05 mt altura arena 0.40 mt

Espesor relleno compacto. 0.20 mt altura columna 1.20 mt

4.3.10 JUSTIFICACIÓN DE LA NO UTILIZACIÓN DEL USO DE LOS EQUIPOS EXISTENTES PARA LA PLANTA DE TRATAMIENTO:

Los principales motivos por los cuales no fueron utilizados los elementos existentes

de la planta de tratamiento adquirida en el año 1995 son las siguientes:

• Obsolescencia en los equipos adquiridos principalmente de aquellos que hacen

referencia a la dosificación de productos químicos, puesto que son de tipo

hidráulico y es evidente el estado de deterioro que los años han causado en

ellos, por la falta de operación y un adecuado almacenaje y mantenimiento que





hubiera ayudado a preservarlos para su uso. Adicional a lo anterior las

experiencias que ha tenido el consultor con este tipo de equipos no es la mas

recomendable porque aunque estos son mas económicos que las bombas

dosificadoras, su calibración inicial, las pérdidas de cabeza en la que incurre el

sistema para lograr que operen adecuadamente y las continuas descalibraciones

debidas a fluctuaciones del caudal inicial, taponamientos debidos a los productos

químicos dosificados o a cualquier elemento incorporado en el agua, dificultan

enormemente una operación sencilla de la planta de tratamiento.

• Los tanques de filtración hubiesen podido ser rescatados pero para la planta de

tratamiento diseñada y teniendo en cuenta la economía, el mantenimiento y la

operación, se escogió un filtro descendente de tasa rápida, con lavado

ascensional en lugar del filtro a presión que se utilizaría en la planta comprada

inicialmente.

• No existe en Bogotá la firma que inicialmente vendió los equipos, la cual hubiera

podido dar una explicación de las características hidráulicas del cono existente en

la oficina del corregidor de Los Córdoba y hubiera servido para dar soporte

respecto a las características de la planta vendida y poder conocer con exactitud

los elementos perdidos.

• Es claro que la filosofía de una planta compacta es precisamente que funcione

compactamente permitiendo que el agua fluya lo mas suave y fácilmente en el

proceso de potabilización. Cualquier elemento no diseñado con la mencionada

filosofía acareará ineficiencias que se verán reflejadas en el resultado de un

producto de mala calidad (Mala potabilización).





• No se observa en los elementos existentes de la planta de tratamiento una

filosofía clara de diseño el cual pueda ser retomado y ser terminado. Por ejemplo

no se ve señales del floculador, ni del sedimentador, ni de elementos de

sedimentación rápida como son paneles o cualquier otro elemento principal

constitutivo de la mencionada planta.

• No existen manuales, ni planos, ni indicios escritos respecto a la capacidad e

tratamiento que poseía la planta potable y de su operación, ni de sus

restricciones, ni de sus ventajas.

4.3.11 DISEÑO SISTEMA DE BOMBEO A TANQUE DE ALMACENAMIENTO ELEVADO Y LÍNEA DE CONDUCCION.

En este inciso se procederá a realizar los cálculos de los equipos de bombeo cuya

finalidad es impulsar el agua tratada del tanque de almacenamiento superficial al

tanque elevado.

Para el cálculo del equipo de bombeo se proyecto el caudal para cada año del

periodo de diseño y así establecer el caudal para cada etapa (2007-2016 y 2016-

2026).

El caudal de diseño de los equipos de bombeo es Q= 24 l/s (Caudal Máximo Diario

en el periodo 2007-2016).

El caudal de diseño de los equipos de bombeo es Q= 32 l/s (Caudal Máximo Diario

en el periodo 2017-2026).





Perdidas en el sistema.

En el sistema se producen pérdidas de carga por fricción y rozamiento y pérdidas

por carga de velocidad. Las primeras pueden evaluarse por la ecuación de Hazen

Williams así:

Hf LetQb

C D= ∗

∗ ∗

0 28 2 63

1 85

. .

.

Let Ltub Leacc= +

Leacc Ltub= ∗0 2.

Hf =pérdida de carga por fricción en la impulsión, mts.

Qb =caudal de bombeo, m3/seg.

Let =longitud total equivalente, mts.

C =coeficiente de Hazen Williams.

SEACC =longitud equivalente por accesorios, mts.

Ltub =longitud de tubería, mts.

D =diámetro de tubería, mts.

El valor del coeficiente de Hazen Williams depende del tipo de tubería que se va a

emplear, así puede ser de 150 para tuberías PVC, de 140 para tuberías de hierro

fundido dúctil y 100 para las tuberías de acero.

La pérdida de carga por velocidad en la impulsión se calcula con la siguiente

expresión:

hvV

g=

2

2

Donde

Hv =pérdida de carga por velocidad, m

V =velocidad de impulsión, m/s

g =gravedad, m/s2.





Altura dinámica total.

La altura dinámica total del sistema de bombeo debe garantizar la elevación del

agua a la cota deseada y a una presión residual definida. Para determinarla se

utiliza la siguiente expresión:

HDT Hs Hf hfs hf hmd hms= + + + + +

Donde;

HDT= altura dinámica total, m

Hs = altura estática total, m

Hf = pérdida de carga por fricción en la impulsión, m

hfs = pérdida por fricción en la succión, m

hf = pérdida de carga por velocidad, m

Hmd = pérdida por accesorios en la impulsión, m

Hms = pérdida por accesorios en la succión, m.

Potencia del conjunto motor bomba.

La potencia del conjunto motor bomba se calcula con la siguiente expresión:

PHDT Qb

= 115. ** *γ

η

Donde:

P= potencia motor bomba, Kw,

g = peso específico del agua, Kg/m3,

HDT= altura dinámica total, m,

Qb= caudal de bombeo, m3/s,

h = eficiencia.

Las eficiencias de las bombas varían en un intervalo entre 60 y 85%; el valor

recomendado es de 75%.





Metodología para la selección de la bomba.

Inicialmente se elige el número de bombas con las que se va a operar el sistema

dependiendo del caudal máximo a bombear, para el caso del municipio Los

Córdobas se programara el sistema para que funcione con un equipo de bombeo

en operación y una unidad de suplencia en caso de emergencia. Cada bomba

tendrá igual capacidad detal forma que sean capaz de bombear como mínimo el

caudal de diseño cada una.

La separación entre ejes de bomba debe ser como mínimo el espaciamiento

sugerido por el fabricante, pero no menor de 1.00 m para garantizar los trabajos

de reparación y mantenimiento de los equipos. Los equipos de bombeo se

escogerán de acuerdo con el caudal total a bombear y a la altura dinámica total

requerida.

Una vez seleccionados varios tipos de bombas, se procede a dibujar la curva del

sistema contra la curva de funcionamiento de una bomba. La curva del sistema se

construye teniendo en cuenta la altura estática y las pérdidas por fricción y

accesorios en la tubería. La bomba definitiva se escogerá según presente el mayor

aprovechamiento de la potencia de trabajo y de su capacidad para bombear un

caudal mayor al requerido.

En el anexo 4.2 se aprecian los cálculos del equipo de bombeo paro los años 2.017

y 2026. La tabla 4.54 muestra el resumen de los resultados

Tabla 4. 54 Características equipo de Bombeo, calculado

Potencia de la Bomba 2.017 2.026

Caudal de bombeo (l/s) 24.00 32.33 Altura dinámica total 39.28 39.85 Eficiencia asumida (%). 75.00 75.00 Potencia en HP 18.24 22.61 Potencia en kW. 13.61 16.86





Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, que se muestran en la tabla 4.54 y

tomando como referencia las bombas marca HIDROMAC se procedió a seleccionar

la curva de la bomba que mas se acercaba a los requerimientos calculados,

escogiéndose la bomba tipo 21/2x3x12A 65-315A, cuya curva característica se

aprecia en la figura 4.18 con una potencia del motor de 20 HP y un impulsor de

diámetro Ø 286 mm.

Figura 4. 20 Curva Característica de la Bomba Hidromac 21/2x3x12A





33

35

37

39

41

43

45

47

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04

Caudal (m3/s)

HD

T (

m)

Curva del sistema Serie4 Curva caracteristica de Bomba

Figura 4. 21 Determinación del punto de Operación del sistema

En la figura 4.19, se ven graficadas la curva del sistema, la curva característica de

la bomba seleccionada y el punto de operación del sistema.

Diámetro de la línea de Conducción.

La línea de Conducción es la encargada de conducir las aguas tratadas del tanque

de almacenamiento superficial al tanque de almacenamiento elevado. La línea de

posee una longitud de 36 metros lineales, esta línea poseerá un diámetro de Ø8”,

con base en los cálculos realizados por esta consultoría como se muestra en los

siguientes párrafos.

Parámetros de diseño.

Para el diseño de la línea de Conducción se tuvo en cuenta cada uno de los

siguientes parámetros.





• Caudal de diseño.

El caudal de diseño de la tubería de Conducción está relacionado con el caudal de

la bomba, para lo cual se tomara la capacidad de las bombas para cada horizonte

de planeación de las mismas (2016 y 2026) en el chequeo de la velocidad en la

línea.

• Velocidad en la línea de Conducción.

De acuerdo al RAS 2000 la velocidad mínima en las tuberías de aducción o

conducción se recomienda de 0.6 m/s y una velocidad máxima de 6 m/s. (RAS

2000 B.6.4.8.3 y B.6.4.8.4)

• Diámetro económico.

Para el cálculo del diámetro de la línea de Conducción se hará en base a la

siguiente ecuación.

24

____.

;*3.1 4/1

bombeodehorasdeNoX

QXD

=

=

Donde:

D = El diámetro de la impulsión.

Q= Caudal de la Bomba en m3/s.

De acuerdo a la anterior expresión y para una capacidad de la bomba de 32.3 L/s

(capacidad de la bomba de 2016-2026), el diámetro seleccionado es de Ø8”, para

estas condiciones se obtiene una velocidad de 1.0 m/s.





Por otra parte para un caudal de 24.0 L/s correspondiente al periodo de 2007 a

2016, se obtiene una velocidad de 0.74 m/s, la cual está comprendida en el rango

establecido en el RAS 2000.

La tabla 4.55 muestra un resumen de los costos de Energía y Costos de Suministro

e Instalación de tubería de cada uno de los diámetros propuestos para la línea de

conducción, estos datos fueron obtenidos del análisis del consultor, por medio de

tablas de Excel que se pueden apreciar en el anexo 4.2.

Tabla 4. 55 Resumen General Costos Diámetro Económico, para año 2.026

Diámetro Costo Costo Energía Costo Instalación +

tubería 4 517,130,687 515,080,475 2,050,212 6 445,796,261 441,497,550 4,298,711 8 373,792,567 367,914,625 5,877,942

10 375,223,224 367,914,625 7,308,599

Chequeo golpe de ariete.

La interrupción repentina del bombeo debido a un cierre rápido o a un corte del

fluido eléctrico genera una sobrepresión en las paredes de la tubería como

consecuencia de la amortiguación de la onda de regreso al interrumpirse el flujo.

Esta sobrepresión se evalúa en función de la velocidad del agua en la tubería y las

características del material, de las paredes del tubo así como la celeridad de la

onda. Utilizaremos en el chequeo las formulas contenidas en el catálogo de Pavco.

( )2RDE1

1420a

−+

=

E

K

La velocidad de la onda se calcula según la expresión:

K: modulo de elasticidad del agua (2.06x104 kg/cm2).





E: modulo de elasticidad del PVC(2.81x104 kg/cm2).

RDE: 41

La sobrepresión se evalúa con la expresión:

a: celeridad de la onda (m/s).

V: velocidad del agua en la tubería (m/s).

a: aceleración de la gravedad (9.81 m/s2).

Remplazando los valores apropiadamente tenemos:

Celeridad de la onda = 263.6 metros/seg.

Sobrepresión = 55.43 m.c.a.

Para una tubería de PVC tipo 1 grado 1 y RDE igual a 41 se tiene una presión de

trabajo máxima de 70.0 m.c.a muy superior a la que soportará el sistema.

NPSH disponible.

Cabeza neta de succión positiva (NPSH). La cabeza neta de succión positiva

disponible se calculará en la siguiente forma:

NPSH disp

P

gH H

P

g

atm

es f

v=

⋅+ − −

⋅ρ ρ

Hes, es la altura estática de succión (incluyendo su signo) calculada como la

diferencia de altura entre el plano de referencia del NPSH y el nivel del agua

mínimo en el pozo de succión.

g

avp =





La cabeza neta de succión positiva requerida por el fabricante debe ser menor que

el valor disponible en la instalación en por lo menos 20% para todas las

condiciones de operación. En ningún caso la diferencia puede ser menor que 0.5

m.

Para todos los caudales previstos debe verificarse que no ocurra el fenómeno de

cavitación.

Tabla 4. 56 Chequeo Cavitación, Sistema de Bombeo PTAP 11 Chequeo Cavitación

Altura sobre el nivel del mar ( m). 20.00 Altura barométrica (m). 10.31 Altura estática de succión (m). 2.60 Pérdidas en el múltiple de succión( m ). 0.13 Temperatura ambiente (grados centigrados). 27.00 Presión de vapor (m). 0.35 Altura de velocidad (m). 0.01 CNPSd (m). 7.21 CNPSr ( < CNPSd). 1.00





1 Datos GeneralesCaudal Maximo Diario (m3l/s ) 0.032 Caudal de una bomba ( m3/s ) 0.032 Caudal en la impulsión ( m3/s ) 0.032 Cota de entrega sistema de tratamiento ( m ) 42.588 Cota minima eje bomba ( m ) 7.688 Cota mínima de succión ( m ) 5.088 Cota maxima de succión ( m ) 7.488 Material de la Tubería del múltiple de Succión ( C ) 100.000 Material de la Tubería del múltiple impulsión ( C ) 100.000 Material de la Tubería de impulsión ( C ) 150.000 Longitud de la impulsion ( m ) 35.000 Diámetro del múltiple de succión individual ( plg ) 10.000 Diámetro del múltiple de impulsión ( plg ) 8.000 Diámetro de la impulsión ( plg ) 8.000


Valvula de pie con coladera 64.20 1.00 64.20 Curva de 90º 4.01 1.00 4.01 Reducción 1.51 1.00 1.51 Niple 1.00 9.00 9.00

L.E. 78.72



L.E. 59.65


Niple 36.00 1.00 36.00 Codo de 45° 3.06 2.00 6.12 Codo de 90° 6.25 2.00 12.50 Tuberia 1.00 35.00 35.00

L.E. 89.62

5 Perdidas Totales J L.E. Hf Descripción mts/mts mts mtsMultiple Succión (C=100) 0.003 78.72 0.23 Multiple Impulsión (C=100) 0.009 59.65 0.51 Linea de impulsion (C=100) 0.009 54.62 0.47 Linea de impulsion (C=150) 0.004 35.00 0.14

hf= 1.35


39.85


REVISION HIDRAULICA DEL SISTEMA DE BOMBEOCaptación: Tanque semienterrado - Tanque Elevado para el año 2026





UNIDAD VALORplg 4

PVC$ 240% 10L/s 24.0# 2

L/s 32m 55.78 HPKw 25.96 35Kw 26.11 35


2006 18.12 24 54,141,696 2,050,212 56,191,908 56,191,9082007 18.75 24 54,141,696 54,141,696 49,219,7242008 19.27 24 54,141,696 54,141,696 44,745,2032009 19.81 24 54,141,696 54,141,696 40,677,4582010 20.37 24 54,141,696 54,141,696 36,979,5072011 20.95 24 54,141,696 54,141,696 33,617,7342012 21.54 24 54,141,696 54,141,696 30,561,5762013 22.16 24 54,141,696 54,141,696 27,783,2512014 22.80 24 54,141,696 54,141,696 25,257,5012015 23.46 24 54,141,696 54,141,696 22,961,3642016 24.15 24 54,141,696 54,141,696 20,873,9682017 24.86 24 54,141,696 54,141,696 18,976,3342018 25.60 24 54,141,696 54,141,696 17,251,2132019 26.36 24 54,141,696 54,141,696 15,682,9212020 27.15 24 54,141,696 54,141,696 14,257,2012021 27.97 24 54,141,696 54,141,696 12,961,0922022 28.82 24 54,141,696 54,141,696 11,782,8112023 29.70 24 54,141,696 54,141,696 10,711,6462024 30.61 24 54,141,696 54,141,696 9,737,8602025 31.55 24 54,141,696 54,141,696 8,852,6002026 32.33 24 54,141,696 54,141,696 8,047,818

TOTAL 1,136,975,616 2,050,212 1,139,025,828 517,130,687

$2,050,212$515,080,475$517,130,687

COSTO PVC





Unidades


AÑO HORAS COSTO





UNIDAD VALORplg 6

PVC$ 240% 10L/s 24.0# 2

L/s 32m 43.62 HPKw 20.30 27Kw 22.38 30


2006 18.12 24 46,407,168 4,298,711 50,705,879 50,705,8792007 18.75 24 46,407,168 46,407,168 42,188,3352008 19.27 24 46,407,168 46,407,168 38,353,0312009 19.81 24 46,407,168 46,407,168 34,866,3922010 20.37 24 46,407,168 46,407,168 31,696,7202011 20.95 24 46,407,168 46,407,168 28,815,2002012 21.54 24 46,407,168 46,407,168 26,195,6372013 22.16 24 46,407,168 46,407,168 23,814,2152014 22.80 24 46,407,168 46,407,168 21,649,2862015 23.46 24 46,407,168 46,407,168 19,681,1692016 24.15 24 46,407,168 46,407,168 17,891,9722017 24.86 24 46,407,168 46,407,168 16,265,4292018 25.60 24 46,407,168 46,407,168 14,786,7542019 26.36 24 46,407,168 46,407,168 13,442,5042020 27.15 24 46,407,168 46,407,168 12,220,4582021 27.97 24 46,407,168 46,407,168 11,109,5072022 28.82 24 46,407,168 46,407,168 10,099,5522023 29.70 24 46,407,168 46,407,168 9,181,4112024 30.61 24 46,407,168 46,407,168 8,346,7372025 31.55 24 46,407,168 46,407,168 7,587,9432026 32.33 24 46,407,168 46,407,168 6,898,130

TOTAL 974,550,528 4,298,711 978,849,239 445,796,261

$4,298,711$441,497,550$445,796,261


AÑO HORAS COSTO


Unidades

COSTO PVC








UNIDAD VALORplg 8

PVC$ 240% 10L/s 24.0# 2

L/s 32m 39.85 HPKw 18.55 25Kw 18.65 25


2006 18.12 24 38,672,640 5,877,942 44,550,582 44,550,5822007 18.75 24 38,672,640 38,672,640 35,156,9452008 19.27 24 38,672,640 38,672,640 31,960,8602009 19.81 24 38,672,640 38,672,640 29,055,3272010 20.37 24 38,672,640 38,672,640 26,413,9332011 20.95 24 38,672,640 38,672,640 24,012,6672012 21.54 24 38,672,640 38,672,640 21,829,6972013 22.16 24 38,672,640 38,672,640 19,845,1792014 22.80 24 38,672,640 38,672,640 18,041,0722015 23.46 24 38,672,640 38,672,640 16,400,9752016 24.15 24 38,672,640 38,672,640 14,909,9772017 24.86 24 38,672,640 38,672,640 13,554,5242018 25.60 24 38,672,640 38,672,640 12,322,2952019 26.36 24 38,672,640 38,672,640 11,202,0862020 27.15 24 38,672,640 38,672,640 10,183,7152021 27.97 24 38,672,640 38,672,640 9,257,9232022 28.82 24 38,672,640 38,672,640 8,416,2932023 29.70 24 38,672,640 38,672,640 7,651,1762024 30.61 24 38,672,640 38,672,640 6,955,6142025 31.55 24 38,672,640 38,672,640 6,323,2862026 32.33 24 38,672,640 38,672,640 5,748,442

TOTAL 812,125,440 5,877,942 818,003,382 373,792,567

$5,877,942$367,914,625$373,792,567


AÑO HORAS COSTO


Unidades

COSTO PVC








UNIDAD VALORplg 10

PVC$ 240% 10L/s 24.0# 2

L/s 32m 39.01 HPKw 18.15 24Kw 18.65 25


2006 18.12 24 38,672,640 7,308,599 45,981,239 45,981,2392007 18.75 24 38,672,640 38,672,640 35,156,9452008 19.27 24 38,672,640 38,672,640 31,960,8602009 19.81 24 38,672,640 38,672,640 29,055,3272010 20.37 24 38,672,640 38,672,640 26,413,9332011 20.95 24 38,672,640 38,672,640 24,012,6672012 21.54 24 38,672,640 38,672,640 21,829,6972013 22.16 24 38,672,640 38,672,640 19,845,1792014 22.80 24 38,672,640 38,672,640 18,041,0722015 23.46 24 38,672,640 38,672,640 16,400,9752016 24.15 24 38,672,640 38,672,640 14,909,9772017 24.86 24 38,672,640 38,672,640 13,554,5242018 25.60 24 38,672,640 38,672,640 12,322,2952019 26.36 24 38,672,640 38,672,640 11,202,0862020 27.15 24 38,672,640 38,672,640 10,183,7152021 27.97 24 38,672,640 38,672,640 9,257,9232022 28.82 24 38,672,640 38,672,640 8,416,2932023 29.70 24 38,672,640 38,672,640 7,651,1762024 30.61 24 38,672,640 38,672,640 6,955,6142025 31.55 24 38,672,640 38,672,640 6,323,2862026 32.33 24 38,672,640 38,672,640 5,748,442

TOTAL 812,125,440 7,308,599 819,434,039 375,223,224

$7,308,599$367,914,625$375,223,224

COSTO PVC





Unidades


AÑO HORAS COSTO





1 Datos GeneralesCaudal Maximo Diario (m3l/s ) 0.024 Caudal de una bomba ( m3/s ) 0.024 Caudal en la impulsión ( m3/s ) 0.024 Cota de entrega sistema de tratamiento ( m ) 42.588 Cota minima eje bomba ( m ) 7.688 Cota mínima de succión ( m ) 5.088 Cota maxima de succión ( m ) 7.488 Material de la Tubería del múltiple de Succión ( C ) 100.000 Material de la Tubería del múltiple impulsión ( C ) 100.000 Material de la Tubería de impulsión ( C ) 150.000 Longitud de la impulsion ( m ) 35.000 Diámetro del múltiple de succión individual ( plg ) 10.000 Diámetro del múltiple de impulsión ( plg ) 8.000 Diámetro de la impulsión ( plg ) 8.000


Valvula de pie con coladera 64.20 1.00 64.20 Curva de 90º 4.01 1.00 4.01 Reducción 1.51 1.00 1.51 Niple 1.00 9.00 9.00

L.E. 78.72



L.E. 59.65


Niple 36.00 1.00 36.00 Codo de 45° 3.06 2.00 6.12 Codo de 90° 6.25 2.00 12.50 Tuberia 1.00 35.00 35.00

L.E. 89.62

5 Perdidas Totales J L.E. Hf Descripción mts/mts mts mtsMultiple Succión (C=100) 0.002 78.72 0.13 Multiple Impulsión (C=100) 0.005 59.65 0.30 Linea de impulsion (C=100) 0.005 54.62 0.27 Linea de impulsion (C=150) 0.002 35.00 0.08

hf= 0.78


39.28

7 Potencia de la Bomba 1 Eq. F.Caudal de bombeo (l/s) 24.00 Altura dinámica total 39.28 Eficiencia asumida (%). 68.00 Potencia en HP (e 75 %) 18.24 Potencia en kW. 13.61


REVISION HIDRAULICA DEL SISTEMA DE BOMBEOCaptación: Tanque semienterrado - Tanque Elevado para el año 2016





Analisis Diametro Economico

4; 517,130,687

10; 375,223,224

6; 445,796,261

8; 373,792,567

110,000,000

160,000,000

210,000,000

260,000,000

310,000,000

360,000,000

410,000,000

460,000,000

510,000,000

560,000,000

2 4 6 8 10 12

Diametro (plg)

Co

sto

To

tal





4.4 TANQUE DE ALMACENAMIENTO.

En este numeral la consultoría recomienda los volúmenes de almacenamiento que

debe tener el Municipio de Los Córdobas para permitir la continuidad del

suministro de agua, además de proporcionar a la red de distribución una presión

de servicio adecuada (10 m.c.a para nivel de complejidad medio).

De acuerdo con lo dispuesto por el RAS 2000, para el Nivel de complejidad Medio,

el volumen de almacenamiento debe ser igual o mayor que 1/3 del volumen

distribuido a la zona que va a ser abastecida en el día de máximo consumo, más el

producto del caudal medio diario (Qmd) por el tiempo en que la alimentación

permanecerá inoperante.

A continuación se muestran los cálculos para el periodo de diseño de las

necesidades de demanda de la población y las variaciones del consumo, a lo largo

del día, de la red de distribución, con el fin de definir la magnitud del

almacenamiento requerido.

Tabla 4. 57 Volumen de Almacenamiento Requerido Qmd QMH

Años l/s l/s

Vol. Requerido

Vol. Almac. elevado

Vol Almacenamiento semienterrado

(1) (2) (3) = (1) – (2) 2006 13.94 28.99 574 500 74 2011 16.11 33.51 664 500 164 2016 18.58 38.64 765 500 265 2021 21.51 44.75 886 500 386 2026 24.87 51.72 1024 500 524 2031 29.95 62.30 1233 500 733

Esta consultoría proyecto la construcción de dos tanques de almacenamiento de

aguas tratadas, uno semienterrado de 700 m3 de capacidad y otro elevado de 500

m3 de capacidad y 30 metros de altura, los cuales quedarán ubicados en el lote

donde en la actualidad se encuentra la Planta de tratamiento de agua potable,

como se aprecia en la figura 4.22 siguiente.





Tanque de Aguas Crudas

Filtros de alta presion

Figura 4. 22 Localización General de tanques de Almacenamiento

Los tanques de almacenamiento deben estar dotados de tuberías de alimentación,

de salida, de limpieza y de by-pass, con sus respectivas válvulas y/o medidores de

caudal, tuberías de rebose, ductos de ventilación, bocas y escaleras de acceso,

adecuada iluminación y una zona cerrada alrededor de los mismos para su

protección.

Existente

Proyectado

Tanque de

Almacenamiento

Elevado V=500 m3

Tanque de

Almacenamiento

Semienterrado

V=700 m3

Planta de

Tratamiento Q=40l/s

Proyectado

Sistema de

Bombeo a

Tanque Elevado





Entrada de agua a los tanques de almacenamiento. La entrada de agua a

los tanques de almacenamiento propuestos para el Municipio de Los Córdobas y la

zona rural asociada al sistema, se diseño teniendo en cuenta lo siguiente:

�� Su ubicación permite la circulación del agua y evita la formación de zonas

muertas.

�� La alimentación de los tanques es por la parte superior, especialmente cuando

se realiza por bombeo.

�� La entrada de agua esta provista de una válvula de control.

La figura 4.23 y 4.24 presenta un esquema de las tuberías de alimentación de un

tanque compuesto por dos compartimientos y la tubería de alimentación de un

tanque elevado

ENTRADA

VALVULA DE ENTRADA

Figura 4. 23 Tubería de llegada al tanque de almacenamiento Semienterrado





Figura 4. 24 Tubería de llegada y salida al tanque de almacenamiento Elevado

Salida de agua del tanque. La salida de agua del tanque hacia la red de

distribución cumple las siguientes condiciones:

� La tubería de salida se ubicó en el extremo opuesto a la entrada de agua, con

el fin de evitar zonas muertas o cortocircuitos.

� Se ubicó cerca al fondo del tanque, con el fin de no perder capacidad de

almacenamiento.

Tubería de Entrada

Válvula de Control

Tubería de Salida

Válvula de Control en la Tubería de

Salida





� Para evitar la formación de vórtices a la salida, la altura mínima del agua sobre

el centro de la abertura será 2 a 3 veces la mayor dimensión de la abertura.

� La salida está provista de una válvula de control.

� En el nivel medio de complejidad debe colocarse totalizadores que permitan

determinar los volúmenes suministrados en forma diaria. Por esta razón a la

salida del tanque de almacenamiento elevado se instalará un macromedidor.

CONDUCCION A LA RED Ø4"

VALVULA DE SALIDA Ø4"

Figura 4. 25 Tubería de Salida

Desagüe. Se colocó una tubería de desagüe que permitirá el vaciado del tanque

para efectos de limpieza en un tiempo menor de 8 horas. Mediante ecuación B.9.2

del RAS 2000, se calculó el tubo de desagüe:

gam

hAT

2..

..2=

Donde:

T = Tiempo de vaciado (s)

A = Área superficial del tanque (m2)

h = Cabeza sobre el desagüe (m)





m = Coeficiente de contracción del desagüe (0.5 – 0.6)

a = Área del desagüe (m2)

g = Gravedad (m/s2)

Con base en lo anterior se obtuvo:

1. Para un Diámetro de Ø4” el tiempo de vaciado del tanque semienterrado es

5.6 horas.

2. Para un Diámetro de Ø4”el tiempo de vaciado del tanque elevado es de 3.4

horas.

Rebose. El tanque estará dotado de un sistema de rebose con el fin de evacuar

los posibles caudales de exceso, este sistema se conecta a descarga libre con la

tubería de limpieza, para permitir la descarga en cualquier momento.

El rebose está dimensionado para evacuar el caudal máximo de entrada al tanque

y controlar que el nivel máximo de agua en el tanque permanezca por lo menos

0.10 m. debajo de la cubierta del tanque, sin limitar la capacidad del tanque.

LIMPIEZA

REBOSE

Figura 4. 26 Tubería de limpieza y rebose del tanque





Ventilación. Los tanque están dotados de ductos de ventilación que permiten la

entrada y salida de aire para que la presión interior sea igual a la atmosférica y se

den condiciones aeróbicas. Para esto se utilizaron tubos en “U”, protegidos en la

entrada con una malla de 5 mm, para evitar la entrada de animales e insectos.

Este ducto de ventilación tiene una capacidad para la entrada y salida del aire igual

al caudal máximo de entrada de agua al tanque.

Figura 4. 27 Ducto de ventilación

Tubería de Desvío (By-Pass). Los tanques están provistos de una tubería de

desvío con el fin de no suspender el servicio cuando se efectúen posibles

reparaciones o cuando se realice la limpieza del tanque.

Adicionalmente, el tanque de almacenamiento está provisto de una boca de

inspección con tapa hermética, para facilitar el lavado y las reparaciones.

CONDUCCIONTANQUE

BY - PASS

A LA RED DE

DISTRIBUCION

Figura 4. 28 Tubería de desvío





4.5 RED DE DISTRIBUCION

La red de distribución de agua potable se debe proyectar de tal forma que asegure

en todo momento el suministro directo y adecuado de agua potable al mayor

porcentaje de la población, dentro de los límites dados por las condiciones

socioeconómicas de la localidad con una presión suficiente y continua en todas las

partes del sistema y cumpliendo todo lo establecido por el decreto 475/98 de los

Ministerios de Salud Pública y de Desarrollo Económico.

Trazado de la Red. Se procuro que la red formará circuitos o mallas. La forma

de los mismos y la longitud de las tuberías primarias, secundarias y terciarias, que

los integran se ciñeron a las características topográficas del municipio de Los

Córdobas, a la densidad de población actual por abastecer y a la ubicación de los

tanques de almacenamiento de alimentación, teniéndose en cuenta la zona de

futuro desarrollo del municipio con el fin de prever las posibilidades de ampliación

de la red.

Calculo Hidráulico. Para el cálculo hidráulico de la red de distribución del

Municipio de Los Córdobas se utilizó el método de longitudes Equivalentes,

teniéndose en cuenta las siguientes especificaciones:

1. Se utilizó un software especializado para el cálculo hidráulico de la red,

el cual es un programa comercial ampliamente conocido, EPANET.

2. El método de cálculo utilizado para el análisis hidráulico de la red de

distribución permitió el análisis de líneas abiertas, en conjunto con el de

las redes cerradas.

3. El programa utilizado permitió el cálculo optimizado de la red de

distribución. Esto quiere decir que los diámetros resultantes para cada

una de las tuberías que conforman la red de distribución del Municipio





de Los Córdobas están optimizados desde el punto de vista de los costos

globales de la red.

4. Para el cálculo hidráulico de la red, el programa utilizado, EPANET, uso

las ecuaciones de pérdida de cabeza en una tubería simple.

5. Ecuaciones para la pérdida por fricción en tuberías. Para el cálculo

hidráulico y la determinación de las pérdidas por fricción en tuberías a

presión se utilizó la ecuación de Darcy-Weisbach, en conjunto con la

ecuación de Colebrook y White. Para el cálculo del flujo en las tuberías

de la red de distribución se consideró el efecto producido por cada uno

de los accesorios colocados en cada tubería y que produzcan pérdidas de

cabezas adicionales, tales como válvulas, codos, reducciones,

ampliaciones, etc. Para el cálculo de pérdidas menores se utilizo el

coeficiente de pérdidas menores multiplicado por la cabeza de velocidad

en el sitio donde se ubico el accesorio.

Los resultados de la simulación de la red de distribución del Municipio de Los

Córdobas se puede apreciar en los anexos de este documento.

El sistema en general consiste en suministrar agua por medio de un tanque

elevado nuevo de 500 m3 de capacidad y 30 m de altura para el casco urbano y la

zona rural. Para la funcionalidad de este sistema fue necesario el cambio de

tubería existente en el casco urbano y la utilización de tubería nueva, como se

aprecia en la siguiente tabla 4.58.





Tabla 4. 58 Tramos de Tubería a cambiar

ID Línea

Nudo Inicial

Nudo Final

Longitud m

Diámetro Mm

Diámetro Existente

mm 1 34 26 248.9 100 50 2 26 27 30.3 75 50 8 26 24 176.3 150 50 11 24 20 27.7 150 50 16 20 1 83.3 150 50 22 3 1 53.0 100 50 31 7 8 47.8 100 75 32 8 1 65.1 200 50 35 5 15 49.2 75 50 40 13 15 93.2 75 50 41 8 9 65.2 200 75 42 9 10 93.6 200 75 43 10 6 72.9 100 75 44 6 11 116.8 75 50 45 11 37 109.5 75 50 46 37 10 90.3 150 75 47 11 13 59.7 75 50 48 11 36 41.9 75 50 49 36 35 65.7 75 50 51 36 38 127.2 75 50 52 38 37 95.1 150 75 53 38 39 104.2 150 75 54 39 35 156.3 75 50 60 47 42 76.4 75 50 61 47 46 34.0 100 75 62 46 43 76.8 75 50 63 46 45 34.9 100 75 64 45 44 61.5 150 75 65 44 82 51.8 150 75 66 82 64 77.2 150 75 69 64 66 81.1 150 75 73 56 45 71.2 100 75 74 46 55 71.7 75 50 76 55 58 71.2 75 50 78 58 59 49.3 75 50 79 59 54 47.2 75 50 81 54 47 71.7 75 50 83 53 48 69.1 75 50 86 52 62 17.9 75 50 87 62 61 19.0 75 50 88 61 60 39.9 75 50 89 60 59 21.7 75 50 90 66 73 86.4 150 75





ID Línea

Nudo Inicial

Nudo Final

Longitud m

Diámetro mm

Diámetro Existente

mm 93 73 74 79.2 150 75 94 74 81 67.5 150 75 95 81 80 104.7 100 50 105 63 62 23.6 75 50 109 39 83 640 150 75 110 82 9 126.6 200 75 111 44 10 113.0 150 75 112 85 82 103.0 250 75 1 34 26 248.9 100 50 2 26 27 30.3 75 50 8 26 24 176.3 150 50 11 24 20 27.7 150 50 16 20 1 83.3 150 50 22 3 1 53 100 50 31 7 8 47.8 100 75 32 8 1 65.1 200 50 35 5 15 49.2 75 50

Tabla 4. 59 Tramos de Tubería Nuevos

ID Línea

Nudo Inicial

Nudo Final

Longitud m

Diámetro Nuevo

mm 115 80 84 2967 100 118 34 86 1073.1 100 121 83 88 1210 150 122 95 87 453.4 150 123 88 96 546 150 124 87 97 1354 100 113 83 95 200 150

Tabla 4. 60 Resumen de tuberías a instalar

Diámetro mm Longitud

Reponer m Longitud Nueva

m

75 1505 100 667 5394 150 1835 2410 200 351 250 103





Sectorización. Para el nivel medio de complejidad se recomienda que la red esté

sectorizada. La sectorización del servicio en el Municipio de Los Córdobas busca

los siguientes objetivos:

• Controlar fugas en las zonas de presión.

• Controlar la presión en diferentes zonas.

• Facilitar las labores de mantenimiento preventivo programado.

• Controlar el agua no contabilizada.

• Optimizar la operación del servicio.

• Prever la concesión de la operación de la red a diferentes empresas prestadoras

del servicio.





Maco ndal

Va a Mo nteria

Va a Arbo letes

Va

a Pa

lma

de coc

o

Palma d e coco

Figura 4. 29 Sectorización Municipio Los Córdobas

Casco Urbano

Los Córdobas

Brisas del

Caribe

El Oasis

Macondal

Barranquillita Palma de

Coco

Sector 1

Sector 5

Sector 4

Sector 3

Sector 2





La sectorización en el Municipio de Los Córdobas quedo regulada por las siguientes

válvulas, para el aislar el sector 1 (Casco Urbano Los Córdobas), se deben cerrar

las válvulas V1 (Entre Cra 6 y Calle 4) , V2 (Entre Cra 5 y Calle 4) y V3 (Entre Cra 4

y Calle 4), como se aprecia en la siguiente figura.

Barrio

Barrio el Oasis

Represa

Predi os de Bonifacio Contrras

Barrio

Barrio

Barrio

Negras

El Centro

El Mamey

Nuevo

Villa Luz

Figura 4. 30 Válvulas sector 1

V1 V2

V3





Para aislar el sector No 2 (Veredas Brisas del caribe y El Oasis), se deben cerrar las

válvulas V4 (Entre Cra 2 y Calle 4) y Para aislar el sector 3 (Macondal), se debe

cerrar la válvula V5 (Entre Cra 2 y Calle 4), como se aprecia en la siguiente figura.

Barrio

Barrio el Oasis

Represa

Predios de Bonifacio C

ontrras

Casas

Barrio

E.B AguasNegras

El Centro

Villa Luz

Figura 4. 31 Válvulas Sector 2 y 3

Para aislar el sector No 4 (Veredas Palma de Coco), se deben cerrar la válvula V6

(Entre Cra 7 y Calle 4) y Para aislar el sector 5 (Barranquillita), se debe cerrar la

válvula V7 (Entre Cra 7 y Calle 4), como se aprecia en la siguiente figura.

V4

V5





Barrio Villa Luz

Figura 4. 32 Válvulas sector 4 y 5

Hidrantes. Los diámetros mínimos de los hidrantes contra incendios, colocados en

la red de distribución de agua potable, dependen del nivel de complejidad del

sistema, tal como se especifica a continuación:

Para el nivel medio de complejidad, el diámetro mínimo de los hidrantes será de

75 mm (3 pulgadas).

En áreas comerciales, industriales o residenciales con una densidad superior a 200

habitantes por hectárea, los hidrantes deben tener una capacidad mínima de 20

L/s. Para el área restante del municipio la capacidad mínima debe ser de 5 L/s.

Para los barrios de estrato 1 y 2, el número de hidrantes depende de la protección

exigida por los edificios públicos, las escuelas, los colegios, etc. En caso de no

existir este tipo de edificios, la empresa prestadora del servicio en el municipio

debe definir la cantidad y la ubicación de los hidrantes.

La presión mínima en los hidrantes, para el nivel medio de complejidad, debe ser

de 29.43 kPa (3 mca). En estos casos, la presión requerida para combatir el

V6

V7





incendio podrá ser suministrada por el equipo de bombeo propio de los carros del

cuerpo de bomberos.

Para el Municipio de Los Córdobas, esta consultoría recomienda la utilización de un

hidrante, localizado en el Barrio El Centro entre la Cra 3 y la Calle 1ª, donde se

centra el mayor numero de instituciones públicas del casco Urbano.

Figura 4. 33 Detalle Hidrantes





Anclajes. Los anclajes son necesarios para garantizar la estabilidad de las tuberías

en los sitios en donde ocurran cambios de dirección, disminución de diámetros,

aumento de diámetros, división de caudales, etc. en un sitio en el cual la tubería

no cuente con mecanismos para soportar esfuerzos.

Los codos, las tees, las cruces, los tapones, las válvulas, los hidrantes, etc., deben

anclarse utilizando macizos de concreto o uniones rígidas capaces de soportar los

esfuerzos producidos.

Para los anclajes deben tenerse en cuenta los siguientes requerimientos:

• El macizo de anclaje de los accesorios debe sobresalir un mínimo de

0.1 m sobre la clave del accesorio.

• En los anclajes, las juntas de los accesorios con la tubería deben

permanecer libres para casos de reparación.

• Los anclajes deben fundirse sobre terreno firme y no removido.

� El área de apoyo del anclaje se calcula de acuerdo con el

procedimiento constructivo que se escoja, ya sea que el anclaje

trabaje por gravedad o por fricción.

Figura 4. 34 Detalle de Anclajes en Codo Y Tee





Figura 4. 35 Detalle de Anclaje en Tapón y Reducción

Presiones en la red de distribución.

Para el diseño de la red de distribución se tuvo en cuenta los siguientes

requerimientos para las presiones:

Presiones mínimas en la red. Para El Municipio de los Córdobas, con nivel de

complejidad medio, la presión mínima es 10 m.c.a.

Presiones máximas en la red menor de distribución. El valor de la presión máxima

para el Municipio de Los Córdobas es 588.6 kPa (60 m.c.a.).

Diámetros de las tuberías en la red de distribución.

Diámetros internos mínimos en la red matriz. El Diámetro mínimo en la red matriz

es de Ø4” (RAS 2000 7.4.6.1)

Diámetros internos mínimos en las redes menores de distribución. El valor del

diámetro mínimo de las redes menores de distribución para el Municipio de Los

Córdobas es Ø2” (RAS 2000 7.4.6.2)

Diámetros comunes comerciales para la red de distribución. Se establecen los

diámetros que pueden ser utilizados para la construcción de la red de distribución,

acogiéndose a las limitaciones establecidas en los literales 0 y 0 del RAS 2000.





Tabla 4. 61 Diámetros comunes comerciales para las tuberías de una red de distribución

Milímetros Pulgadas 38.1 1.5 50.0 2 63.5 2.5 75.0 3 100 4 150 6 200 8 250 10 300 12 350 14 400 16 450 18 500 20 550 22 600 24 675 27 700 28 750 30 900 36 1000 40 1050 42 1200 48 1500 60

HIDROLOGIA Capitulo 4-Diseño Acueducto

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