abastecimiento de agua y alacantarillado

UNIVERSIDAD NACINAL DE CAJAMARCA

diseno para el año 2013

año poblacion(hab)

1940 3845

89.28571

1961 5720 poblacion

173.09091 2013

1972 7624

55.11111

1981 8120

129.83333

1993 9678

274.5

2007 13521

rpromedio 144.36421

año poblacion r

1940 3845 1875 80745 0.0232213 poblacion

1961 5720 1904 62920 0.0302606 2013

1972 7624 496 68616 0.0072286 15226

1981 8120 1558 97440 0.0159893

1993 9678 3843 135492 0.0283633

2007 13521

r promedio 0.0210126

variacion

tiempo

1940 3845

1961 5720 21 1.019094061 poblacion

1972 7624 11 1.02646527 2013

1981 8120 9 1.007027801 15075.1

1993 9678 12 1.014734592

2007 13521 14 1.024172441

r promedio 1.0183

14387

metodo de interes simple

metodo aritmetico

poblacionaño r

metodo geometrico

ABASTECIMIENTO


año poblacion var.tiempo

1981 8120 0

1993 9678 12

2007 13521 26

C= 8120

A = 5.5641

B = 63.0641

12 26

144 676 AÑO 2013

32

AHORA POBLACION 15836

14387

15226

15075

15836

15131

diseno para el año 2033

año poblacion(hab)

1940 3845

89.3

1961 5720 poblacion

173.1 2033

1972 7624

55.1

VAR TIEMPO

metodo aritmetico

HALLANDO UNA SOLA POBLACION PARA EL AÑO EN ESTUDIO

PARA EL AÑO 2033

METODO GEOMETRICO

PROMEDIO de la poblacion actual

con este dato DISEÑAMOS LA

CIUDAD FICTICIA

METODO ARITMETICO

METODO DE INTERES SIMPLE

METODO DE LA PARABOLA

17274

metodo de la parabola

CUADRO DE POTENCIAS

para los ultimos 3 censos

por las ecuaciones

cuadro para hallar A y B

ABASTECIMIENTO


1981 8120

129.8

1993 9678

274.5

2007 13521

144

2013 14387

rpromedio 144.36421 0.443642

año poblacion r

1940 3845 1875 80745 0.023221 poblacion

1961 5720 1904 62920 0.030261 2033

1972 7624 496 68616 0.007229 21624

1981 8120 1558 97440 0.015989

1993 9678 3843 135492 0.028363

2007 13521 1704.670787 81126 0.021013

2013 15226 r promedio 0.021013

variacion

tiempo

1940 3845

1961 5720 21 1.019094061 poblacion

1972 7624 11 1.02646527 2033

1981 8120 9 1.007027801 21665

1993 9678 12 1.014734592

2007 13521 14 1.024172441

2013 15075 6 1.018298833

r promedio 1.018298833

año poblacion var.tiempo

1993 9678 0

2007 13521 14

2013 15836 20

C= 9678

A = 5.56667

metodo geometrico

metodo de la parabola

para los ultimos 3 censos

por las ecuaciones

cuadro para hallar A y B

metodo de interes simple

año poblacion r

ABASTECIMIENTO


B = 196.56667

14 20

196 400 AÑO 2033

40

AHORA POBLACION 26447

17274

21624

METODO GEOMETRICO 21665

26447

21753 Pob. De diseño

dato por NORMA

150 LPS

Qp= 37.7653763 lps

Qmaxd= 50.9832580 lps k1= 1.35

qmaxh= 67.9776774 k2= 1.8

1.1*Qmd= 56.08158 lps

PERIODO FECHA

20/08/2005 397

20/09/2005 422

CONSUM

O Lt/dia

CONSUMO

Lt/pers/Dia

SETIEMBRE 31 25 806.45 100.81

uso de recibo de agua

RECIBOLECTURAS (m³)

NÚMERO DE

DIAS

CONSUMO

(m³)

METODO DE LA PARABOLA

PARA HALLAR LOS CAUDALES

CUADRO DE POTENCIAS

VAR TIEMPO

METODO ARITMETICO

METODO DE INTERES SIMPLE

por perdidas de capatacion

HALLANDO UNA SOLA POBLACION PARA EL AÑO EN ESTUDIO

PROMEDIO

CLIMA TEMPLADO

NO EXISTEN ESTUDIOS

VARIACIONES DE CONSUMO

capatacion en rio

consumo domestico

ABASTECIMIENTO


20/09/2005 422

21/10/2005 444

21/10/2005 444

21/11/2005 474

21/11/2005 474

20/12/2005 507

20/12/2006 507

20/01/2007 535

TOTAL = 565.63

565.63

5

113

QDOMESTICO = CONSUMO DOMESTICO x POBLACION DE DISEÑO

Q domestico 2460807 lts/dia

CENTRO INICIAL 500 50 25000

ESCUELA 800 50 40000

COLEGIO 1 1200 50 60000

COLEGIO 2 900 50 45000

TOTAL 170000

MERCADO 5120 15 76800

ESTABLECIMIEN

TOAREA (m²)

DOTACION

Lt/m²/dia

CONSUMO

Lt/dia

CONSUMO DOMESTICO

LOCALES

EDUCATIVOSALUMNOS

DOTACION

Lt/alum/dia

CONSUMO

Lt/dia

ENERO 31 28 903.23

* EL CAUDAL DOMESTICO SE OBTENDRA DE LA SIGUIENTE MANERA:

b)CONSUMO DE AGUA DE LOS USOS COMPLEMENTARIOS:Qc

consumo domestico=

112.90

DICIEMBRE 29 33 1137.93 142.24

NOVIEMBRE 31 30 967.74 120.97

OCTUBRE 31 22 709.68 88.71

- La dotación diaria minima de agua para uso comercial, Educación, Recreación, salud, riego de jardines u otros

fines, seran tomados del Reglamento Nacional de Construcciones.(RNC)

* EDUCACIÓN:

La dotacion de agua para locales educativos y residencias estudiantiles, es de 50 litros por

persona para alumnado y personal no residente , y de 200 litros por persona para alumnado y

personal residente. En el presente trabajo tomaremos de 50 litros por persona.

* MERCADO:

La dotacion de agua para el mercado es de 15 litros por m² por dia del área útil del local, se ha

considerado un 80% de área util.

ABASTECIMIENTO


ESTADIO 7000 1 7000

COLISEO 1000 1 1000

TOTAL 8000

PARQUE 1 6720 2 13440

PARQUE 2 2640 2 5280

PLAZA DE ARMAS 3496 2 6992

TOTAL 25712

camas 200 120000

consultorios 12 6000

TOTAL 126000

MUNICIPILIDAD 3360 6 20160

CONSUM

O Lt/dia

600 Lt/cama/día

500 Lt/consultorio/día

AREA (m²)DOTACION

Lt/m²/dia

CONSUMO

Lt/dia

NOMBRE AREA (m²)DOTACION

Lt/m²/dia

CONSUMO

Lt/dia

DOTACION UNIDAD NUMERO

DE

UNIDADES

ESCENARIO

DEPORTIVOESPECTADORES

DOTACION

Lt/espe/dia

CONSUMO

Lt/dia

* RECREACION: Dentro de la recreación consideraremos a los Parques y a los escenarios deportivos. 1.-ESCENARIOS DEPORTIVOS: La dotacion de agua para escenarios deportivos es de 1litro por espectador por día.

2.-PARQUES: La dotacion de agua para áreas verdes será de 2 litros por día por m².

No se requiere incluir áreas pavimentadas u otras no sembradas para los fines de esta dotación,

se considerara un 80% de area útil. |

* SALUD:

La dotación de agua para locales hospitalarios como: Hospitales, Clinicas de Hospitalización,

Clínicas dentales y similares,para Hospitales y Clinicas es de 600 litros por dia por cama y de 500

litros día para consultorios médicos.

* MUNICIPALIDAD:

La dotación de agua que tomaremos es de 6 litros por m² de área útil para nuestro caso

tomaremos un 80% de área útil.

* CEMENTERIO:

La dotación de agua para el cementerio se toma 1litros por m² por día por área verde, para

este caso se toma el 60% del área total como áreas verdes.

ABASTECIMIENTO


1 12240 12240

1 3360 3360

50 200 10000

* BANCO:

La dotación de agua en las oficinas de los bancos es de 6 litros por m2

por dia, en donde

se considera un 15 % de área total, ya queel resto es área publica, el cual no se considera dotación.

BANCO 53.85 6 323

Por lo tanto:

CONSUMO DE USOS COMPLEMENTARIOS = 170000+76800+8000+23400+126000+20160+12240+3360+10000+323

CONSUMO DE USOS COMPLEMENTARIOS =

Qc =

* Otros Usos estan conformado por:Pérdidas directas y desperdicios en un 5-10% del Total,

7%

DOMESTICO 2460807

452595

7% TotalOTROS USOS

452595

452595 Lt/dia

DOTACION CONSUMO Lt/dia

DOTACION

Lt/polic/diaUNIDAD (Policia)

CONSUMO

Lt/dia

AREA (m²)DOTACION

Lt/m²/dia

CONSUMO

Lt/dia

* TOTAL DE CONSUMO DE USOS COMPLEMENTARIOS: Qc

asumiremos un porcentaje de:

DOTACION

Lt/m²/diaAREA (m²)

CONSUMO

Lt/dia

DOTACION

Lt/m²/diaAREA (m²)

CONSUMO

Lt/dia

* IGLESIA:

La dotación de agua para la Iglesia es de 1litros por m² por día de área útil. Para nuestro caso

tomaremos un 80% del área total.

* POLICIA:

La dotación de agua es de 50 litros por policia por día

ABASTECIMIENTO


T =

Entonces:

DOMESTICO 2460807.04 2460807.04

452595.00

219288.33

Encontrando los porcentajes de incidencia del Consumo Domestico y Otros Usos:

100% 100%

X X

X = 78.55% X = 21.45%

* INCIDENCIA DE LOS CONSUMOS:

2460807.04 78.55% ≥ 70 % OK

671883.33 21.45% ≤ 30 % OK

100%

Q t =

Qt =

Qt =

DONDE:

Qm = Qt

LUEGO:

Qm =

Qm =

Qt

Pobl Total

DPC= 144.01 Lt/hab/día

CONSUMO Lt/dia

3132690.37 Lt/dia

3132690.37 Lt/dia

36.26 Lt/seg

DPC=3132690.37 Lt/dia

21753hab

CALCULO DEL CAUDAL TOTAL: Qt

Q domestico + Q c + Q desperdicios(7% del total)

2118174.42 + 449960.00 + 193300.44

DOTACIÓN PERCÁPITA: DPC

OTROS USOS 671883.33

3132690.37 3132690.37

2460807.04 671883.33

3132690.4 Lt/dia

DOTACION CONSUMO Lt/diaCONSUMO

Lt/dia

Encontrando el valor del Total T

Diseño

ToalPercápita

Población

ConsumoDotación

ABASTECIMIENTO


*VARIACIONES DIARIAS (K1):

K1 = (1.2 - 1.5)

* Para este trabajo asumiremos el valor promedio es decir:

*VARIACIONES HORARIAS (K2):

Según el R.N.C.establece que:

*Población ≤ 10000 hab. K2 = 2.50

*Población > 10000 hab. K2 = 1.80

0hab

*COEFICIENTE DE REAJUSTE (K3):

Para viviendas Multifamiliares (DN>300Hab/Ha)

0Hab/Ha

K3 = K2

K3 = 1.80

CAUDALES DE DISEÑO:

Qm =

Qmax diario = Qm * K1

Qmax diario = 31.96 x 1,35

Qmax diario = 48.95 Lt/seg

Qmax horario = Qm * K2

Qmax horario = 26,83 x 1,80

Qmax horario = 65.26 Lt/seg

*) Con el Qm = 36.258 se diseñara el volumen de almacenamiento del sistema de agua potable

*)Con el Qmaxdiario = 48.9483 lts/seg se diseñara las sgtes

estructuras:

Captación

0 Densidad Multifamiliar

36.26 Lt/seg

K1 = 1.35

Poblacion de diseño =

K2 = 1.80

VARIACIONES DE CONSUMO:

En todo sistema de abastecimiento de agua,la cantidad varia continuamente la cual esta en funcion del tiempo, por

diversos aspectos como por ejemplo: Climáticos, domesticos, costumbres, nivel socioeconómico, etc

Para una ciudad que cuenta con servicios básicos como: Recreación, Educación, Salud, etc.

Además de tener actividades comerciales, según el RNC el coeficiente K1 varia entre:

ABASTECIMIENTO


Planta de tratamiento de agua potable

Línea de conducción

*)Con el Qmaxhorario = 65.2644 lts/seg se diseñara las sgtes

estructuras:

Línea de aducción

Línea de distribución

Alcantarillado

Planta de tratamiento de aguas residuales

RESULTADOS:

36.26 Lt/seg

48.95 Lt/seg

65.26 Lt/seg

20 Años

15131 Hab

21753 Hab

485 Hab/Ha

13.65Has

El caudal para 1000 personas: (Q/1000)

Se trabaja con el Qmaxdiario

Qmax diario = 48.95 Lt/seg

#Personas= 1000

Pobl total= 21753 Hab

Q/1000= 2.25 Lt/seg OK

Rango de valores: debe de estar entre (1.5 - 2.0)

Poblacion total =

Densidad Neta =

Area expan. urb. =

Qmaxh =

Periodo de diseño =

Poblacion actual =

Qm =

Qmaxd =

TotalPobl

dQQ

..

1000*max1000/

ABASTECIMIENTO


ABASTECIMIENTO


CONSUMO DE USOS COMPLEMENTARIOS = 170000+76800+8000+23400+126000+20160+12240+3360+10000+323

ABASTECIMIENTO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

0

DETERMINACION DE PERIODO DE DISEÑO

Año Población Dif.años

1940 3845

1961 5720 21

1972 7624 11

1981 8120 9

1993 9678 12

53

Interes compuesto:

Para: K

T = 21 K 1 = 1.019 = 0.019

T = 11 K 2 = 1.026 = 0.026

T = 9 K 3 = 1.007 = 0.007

T = 12 K 4 = 1.015 = 0.015

*) hallando el k promedio

K prom. = 0.932159 / 53 = 0.01759 = 1.759

T. C. I. C

(%)

<1

1-2

>2

NOTA :

Se tomara en cuenta el mayor valor para entrar en la tabla :

Con el valor: 1.759

20 AÑOSPERIODO DE DISEÑO =

PERIODO DE DISEÑO

(AÑOS)

25-30

20-25

10-20

⬚

⬚

⬚

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO DICIENBRE 2013


Area total : 30 Ha.

300000 m2.

Manzanas :

Lado " B "(m.) Area (m2) Porcent. A.manzana # de lotes # entero lotes

120 14400 0.5 150000 10.417 11

80 6400 0.5 150000 23.438 24

Pob.actual : 15131 hab.

Pob. diseño : 21753 hab.

Pob. futura : 6622 hab.

Area Neta: 312000 m2

*)

Dn = 484.97 Hab./Ha.

Dn = 485 Hab./Ha.

La densidad indica que se trata de Manzanas Multifamiliares

Cálculo del Área de Expansión

Asumimos densidad futura = 446 Hab/Ha, aproximadamente igual a la Densidad Neta

Luego:

*) Expanción urbana :

Df = 485

6622hab

Area exp.

Area exp. = 13.65 Ha

Area exp. = 136534.94 m2.

Lado " B "(m.) Area (m2) Porcent. A.manzana # de lotes # entero lotes

120 14400 0.5 68267.470 4.741 5

80 6400 0.5 68267.470 10.667 10

Cuadro de Areas Futuras

AREA (Hás) A.PARC.(Hás)

1.44 7.20 m2

Hás

0.64 6.40 136000 13.60

Densidad Futura = 487 hab / Há

La densidad indica que se trata de Manzanas Multifamiliares

EL AREA TOTAL PARA EL PERIODO DE DISEÑO SERÁ

Area total = Area Actual + Area de expansión

312013.60 Hás

DISEÑO DE LA CIUDAD FICTICIA

Densidad Neta :

Reajustamos la Densidad Futura

Area total =

446 =(21752.8567555165-15130.9121768621)

Area exp.

10

AREA TOTAL

5

Lado " A "(m.)

120

80

Lado " A "(m.)

120

80

Nº MANZANAS

ABASTACIMIENTO DE AGUA Y ALCANTERILLADO


30 Ha.

300000 m2.

Lado " A "(m.)Lado " B "(m.) Area (m2) Porcent. A.manzana # de lotes

120 120 14400 0.5 150000 11

80 80 6400 0.5 150000 24

Pob.actual : 15131 hab.

Pob. diseño : 21753 hab.

Pob. futura : 6622 hab.

AREA NETA

LADO 1 LADO 2 # MANZANAS AREA(m2) AREA(Ha)

120 120 11 158400 15.84

80 80 24 153600 15.36

TOTAL 312000 31.20

AREA COMPLEMENTARIA

LUGAR CANTIDAD LADO1 LADO2 AREA(m2) AREA(Ha)

Plaza de armas 1 120 120 14400 1.44

Colegio 1 1 110 170 18700 1.87

Colegio 2 1 80 110 8800 0.88

Escuela 1 50 120 6000 0.60

Centro inicial 1 55 120 6600 0.66

Estadio 1 120 185 22200 2.22

Coliseo 1 60 80 4800 0.48

Mercado 1 80 80 6400 0.64

Cementerio 1 120 170 20400 2.04

Iglesia 1 60 70 4200 0.42

Municipalidad 1 60 70 4200 0.42

Policia 1 55 120 6600 0.66

Parque 1 1 70 120 8400 0.84

Parque 2 1 55 60 3300 0.33

Hospital 1 120 120 14400 1.44

Banco 1 60 60 3600 0.36

TOTAL 153000 15.30

Luego:

15131

31.20

Densidad neta= 484.97

Densidad neta= 485Hab/Ha

Según la DA se tiene una zona de Densidad Multifamiliar

DISEÑO DE LA CIUDAD FICTICIA

Area total

minima :

CALCULO DE LA DENSIDAD POBLACIONAL

zona de Densidad Multifamiliar

Densidad neta =Pobl actual

Area neta

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO


CÁLCULO DEL ÁREA DE EXPANSIÓN:

Densidad Neta Actual = Densidad Futura = 485Hab/Ha

Luego:

6622hab

Area futura

Area fut. = 13.65Has

La cual lo distribuimos de la sgte manera

50% 120*120 = 4.57

50% 80*80 = 10.29

Area exp. = 13.65 Ha

Area exp. = 136534.94 m2.

Lado " A "(m.)Lado " B "(m.) Area (m2) Porcent. A.manzana # de lotes

120 120 14400 0.5 68267.470 5

80 80 6400 0.5 68267.470 11

Cuadro de Areas Futuras de expansión:

Nº MANZANASAREA (Hás) A.PARC.(Hás)

5 1.44 7.20 m2

Hás

11 0.64 6.83 140267 14.03

EL AREA TOTAL PARA EL PERIODO DE DISEÑO SERÁ

Area total = Area Actual + Area de expansión

Area total = 45.23 Hás

5 manzanas

10 manzanas

AREA TOTAL

446 =(21752.8567555165-15130.9121768621)

Area futura

Para encontrar el área futura haremos la siguiente suposición: DA=DF,por lo que nos hemos

asumido que en el futuro (periodo de diseño de 20años), la densidad poblacional sigue siendo

Multifamiliar,por motivo de emigración como tambien por fallecimiento.



Qmax d = 48.95 Lts/seg

Manantial Lateral: Qmax ≤ 1 lts/seg

Manantial de Fondo: Qmax ≤ 5 lts/seg

Asumimos el caudal de diseño de cada uno de los manatiales:

0.73 Lts/seg

3.85 Lts/seg

Consideramos el Caudal maximo de aforo como el 10% mas.

0.803 Lts/seg

4.235 Lts/seg

Nota: para el diseño se considera el 90% del caudal maximo aforado.

Calculo de manatiales necerarios para satisfacer la demanda (Qmax d):

Manantial Q (lts/seg) Número

Lateral 0.73 10

De Fondo 3.85 11

Total : 21

1.1. Caudal de Diseño:

Q = 0.73 Lts/seg

1.2. Diseño del Material Filtrante:

Teniendo en cuenta la condicion de BERTRAM:

Donde:

d15Filtro = Diametro de la abertura del tamiz que pasa el 15%

d85Filtro = Diametro de la abertura del tamiz que pasa el 15%

dato

aproximado

al Qmax d

Nota: En esta ocasión vamos a asumir que existe suficiente cantidad de manantiales laterales y de fondo

como para cubrir la demanda de agua requerida (Qmax d), y tambien se realizara el diseño de un

manantial lateral y un manantial de fondo solamente; pero tenemos que tener en cuenta que en la

realidad se tiene que realizar el diseño de cada manantial de forma diferente.

Qtotal (lts/seg)

7.3

42.35

49.65

DISEÑO DE CAPTACIONES

Manantial Lateral: Q =

Manantial de Fondo: Q =

Manantial Lateral: Qmax aforo =

Manantial de Fondo: Qmaxaforo=

Caudales de diseño:

I .- CAPTACION DE MANANTIAL LATERAL

𝑑15 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜

𝑑85 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜< 4 ó

𝑑15 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜

𝑑15 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜 > 5

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTERILLADO


Suponemos que los datos encontrados en el analisis granulométrico son:

d15 = 0.002 mm

d85 = 0.350 mm

Cálculo de los diámetros de los estratos del filtro:

Filtro I:

1.225 mm

Por lo tanto se utilizara material de Filtro I, arena gruesa de (1-2 mm)

Filtro II:

7.35 mm

Por lo tanto se utilizara material de Filtro II,grava media de (5-30 mm)

Filtro III:

44.1 mm

Por lo tanto se utilizara material de Filtro III,grava gruesa de (30-70 mm)

Según la Ley de Darcy las características del filtro de agua a través de filtros formados por

materiales granulares tenemos:

Donde:

Q : Caudal de afloramiento del manantial

K : Coeficiente de permeabilidad (m/seg)

A : Área de la sección transeversal del filtro

I : Gradiente hidráulico

h1 y h2 : Pérdidas de energía sufrida por el flujo en el desplazamiento L

L : Longitud total del filtro

d15Filtro I = d85 Suelo * 3.5

d15Filtro I =

d15Filtro II = d15Filtro I * 6

d15Filtro II =

d15Filtro III = d15Filtro II * 6

d15Filtro III =

Q = K*A*I



1.3. Coeficiente de Permeabilidad (K) para cada estrato

Asumimos los valores de K para cada estrato:

0.5 cm/seg

10 cm/seg

100 cm/seg

Por razones prácticas de construcción consideremos los siguientes espesores para cada estrato:

b1 = 0.30 m

b2 = 0.30 m

b3 = 0.40 m

La Lonitud Total del Estrato es:

L = 1.00 m

Asi mismo consideramos el gradiente hidraulico igual a la pendiente del terreno, sabiendo que

es igual a:

i % = 15%

Como la direccion del flujo es perpendicular a los estratos, utilizamos la siguiente fórmula y hallamos:

Permeabilidad Promedio Total:

seg/cm

Donde:

Kv : Permeabilidad total y perpendicular al estrato.

K c : Permeabilidad de cada estrato.

b c : Ancho de cada estrato.

L : Longitud total de los estratos.

1 / Kv = 0.634 seg / cm

Kv = 1.577 cm / seg

Kv = 0.0158 m / seg

Asumimos los siguientes elementos del filtro:

Profundidad del Filtro: 0.75 m

L = b1 + b2 + b3

Grava Media: K2 =

Arena Gruesa: K1 =

Grava Gruesa: K3 =

c

c

v K

b

L

1

K

1



2.30

Arena Gruesa

1.85

Grava Media

1.40

Grava Gruesa

0.80

0.5 cm/seg

10 cm/seg

100 cm/seg

1.7. Cálculo de la carga sobre el orificio de ingreso:

Es recomendable que:

H = h1 + hf ≤ 40 cm

Pero:

Donde:

H = Carga sobre el orificio

h1 = Carga para producir la velocidad de pasaje

hf = Pèrdida de carga disponible

V = Velocidad de pasaje en los orificios , se recomienda (0.50 - 0.60) m/seg .

como máximo.

g = gravedad (9.81 m/seg2)

Asumimos : V = 0.55 m/seg

h1 = 0.023 m

Grava Gruesa: K3 =

0.30

0.30

0.40

Arena Gruesa: K1 =

Grava Media: K2 =

2g49.1

2

1

Vh



Se recomienda que:hf = 30% del espesor del filtro (L)

hf = 0.30 m

Entonces:

H = 0.323 m < 0.4

m

1.8. Cálculo del área y número de orificios:

Para el càlculo usaremos la fòrmula de orificios para paredes delgadas:

Qmax aforado = Cd *A*V

Donde:

Qmax aforado = Caudal máximo aforado

Cd = Coeficiente de Descarga (entre 0.6 - 0.82)

V = Velocidad de Pasaje (entre 0.50 - 0.60 m/seg)

A = Area de orificio (m²)

0.803 m3/seg

0.65 Asumido

0.55 Asumido

2.24615 m2

Considerando orificios de diámetro de 1'', es decir, diámetro menor al diámetro del

material del Filtro III.

4.41 cm > 1 pulg =

2.54

Luego: cm

Area de un orificio:

a = 0.00050671 m2

1.9. Cálculo del número de orificios:

Se recomienda usar diametros menores o iguales a 2", si se obtuvieran diamtroa mayores

sera necesario aumentar el numero de orificios:

Donde:

n = número de orificios

A = área del orificio

a = área calculada de un orificio

n = 4432.84

n = 5 orificios de Φ 1''

Qmax aforado =

Cd =

V =

A =

d15Filtro III =

2

4menora

a

A n



1.10. Cálculo del Volumen Almacenado (Va)

Donde:

Va = Volumen almacenado (m3)

Q = Caudal del manantial lateral ( m3 /seg)

Tr = Tiempo de Retención (3 - 5 min)

Tr = 3 min (asumido)

Tr = 180 seg

Q = 0.00073 m3/seg

Va = 0.1314 m3

Va = 131.4 Lts

Ahora asumimos las siguientes medidas para la caja de captacion:

H = 0.40 m

a = 0.60 m

b = 0.80 m

Hallamos el volumen total:

Vt = 0.192 m3

Como: Vt > Va

0.192 > 0.131 m3

1.11. Cálculo del diámetro de salida de la tubería de conducción a la camara de reunión (D):

Lo trataremos como orificio y será calculado con la siguiente formula:

Donde:

Q = Caudal del manantial lateral ( m3 /seg)

Cd = Coeficiente de Descarga (entre 0.6 - 0.82)

Acnd =Área del conducto ( m2 )

g = gravedad = 9.81 m/seg2

H = Carga sobre la tuberia

Pero:

H = 0.27 m

Vt = H*b*a

ra T x Q V

2gH x A x C Q cndd

ba

Va H



Q = 0.00073 m3/seg

Cd = 0.65 Asumido

Acnd = 0.0004846 m2

D = 0.02483971 m

D = 0.97794135 pulg

D = 1 pulg

1.12. Cálculo de la tubería de desagüe o limpieza:

Esta tubería debe evacuar un caudal igual al máximo aforado del manantial; más el volumen

almacenado en la cámara húmeda en un tiempo determinado.

Donde:

Qs = Caudal de salida ( m3/seg )

Va = Volumen almacenado ( m3 )

t = tiempo de salida ( seg )

Qaforado= Caudal aforado ( m3/seg )

Va = 0.1314 m3

t = 120 seg (asumido)

Qaforado = 0.00073 m3/seg

Qs = 0.001825 m3/seg

Para calcular el diámetro de la tubería de desagüe lo analizaremos como orificio de pared gruesa

(boquilla) donde el caudal viene expresado por:

Donde:

C : Coeficiente de gasto

g : gravedad 9.81 m/seg2

H : Carga sobre la tubería

C = 0.82

H = 0.27

Entonces : A = 0.00096 m2

D = 0.0350 m

D = 1.4'' = 1 1/2"

Redondeando

cnd2

cnd

A4D D

4A

aforado

a

s Q t

V Q +

2ghA x x C QS

A4D D

4A 2



1.13. Diseño de la tubería de Rebose:

Caudal a evacuar (QE):

Q aforado = 0.000803 m3/seg

Q = 0.000730 m3/seg

QE = 0.000073 m3/seg

Nota: Esta tubería además de servir de rebose, también cumple cierta función ante posibles

obstrucciones o cierre de válvulas, además se comporta como un vertedero de sección circular

y pared ancha que debe evacuar el total captado:Q aforado = 0.803 L/seg

Asumimos:

V = 2.00 m/seg

Usando la ecuación de compatibilidad.

D = 0.0226 m

D = 0.89''

D = 1''

II.- CAPTACION DE MANANTIAL DE FONDO

Algunos de los datos que se dan a continuacion son asumidos, ya que estos deben ser tomados en campo:

0.00385 m3/seg

0.00424 m3/seg

0.35 m.c.a. (Asumido)

DISEÑO DE LA CAJA DE CAPTACIÒN

Estará formada por dos cámaras, una húmeda o colectora y la cámara seca o de válvulas. Las

que se encuentran separadas por un pequeño muro de 0.15 cm de espesor.

Toda la estructura será de concreto simple, excepto la zona del techo que será de concreto

armado previsto de un buzón de 0.60 x 0.60 m para efectos de inspección.

Caudal de diseño : Qd =

Caudal màximo aforado : Qmax aforado=

Presiòn de salida de agua : Psal =

Q - Q Q AforadoE

2D4

VA V Q

V

QD

4



2.1. Diseño de Càmara Hùmeda

Està conformada de 2 cámaras con la finalidad de obtener una mejor calidad de agua, la primera

camara estará ubicada justo en el lugar donde emerge el flujo y la segunda es la almacenadora de

agua para conducirla directamente a la cámara o planta de tratamiento a travès de la tuberìa de

conducción.

Para ambas cámaras se considera el mismo volumen de almacenamiento, mas no las mismas

dimensiones.

Entre las dos cámaras existe un muro de 0.10m en el que se ubicará el vertedero rectangular.

A. Càlculo del Volumen Almacenado

Donde :

V A : Volumen almacenado (m3)

Q d : Caudal de diseño ( m3 /seg)

T r : Tiempo de retención (seg)

Considerando:

T r = 3.00 minutos = 180.00 seg

VA = 0.693 m3

Para garantizar la continuidad de emergencia del flujo, debe cumplirse que:

Donde:

h1(H2O)A : Altura del nivel del agua almacenada

hp(H2O)E : Altura de presión de salida del agua

0.35 m.c.a. (asumido)

B. Dimensiones de la Primera Cámara:

Para garantizar la continuidad del flujo debe cumplirse que la altura del nivel del agua almacenada

debe ser menor que la altura de presión de salida del agua (0.35 mca). Por lo que las dimensiones

de la caja de captación, serán:

h1 = 0.30 m (Volumen de agua almacenada)

a = 1.50 m

b = 1.60 m

Condiciòn:

Presión agua que emerge > Presión del agua almacenada

0.35 > 0.3

Presión agua que emerge = 0.35 mca. = 350 Kg/m2

hp(H2O)E =

EA ohpoh hh )()(1 22

retda TQV



Peso del agua almacenada

Área de agua almacenada

δagua * VA

693.00 Kg

a x b = 2.40 m2

.

Luego:

Presión del agua almacenada = 288.75 Kg/m2 < 350 Kg/m2 Si Cumple

Entonces las dimensiones finales de la Caja de Captación, considerando un borde libre para

efectos de ventilacion y construcción, seran:

Borde libre = 0.50 m

Luego:

H = 0.80 m

a = 1.50 m

b = 1.60 m

C. Dimensiones de la Segunda Cámara:

Como: VA = 0.693 m3

Asumimos las siguientes condiciones:

h1 = 0.50 m (Altura del volumen de agua almacenada)

a = 1.00 m

b = 1.40 m

Para efectos de ventilación y construcción damos una altura adicional:

h2 = 0.05 m (Altura desde la parte superior del nivel del

agua almacenada al tirante sobre la cresta)

h3 = 0.50 m (Para efectos de ventilaciòn y construcción)

Entonces las dimensiones finales serán:

H = 1.05 m

a = 1.00 m

b = 1.40 m

2.2. Diseño de Càmara Seca

Asumimos las siguientes dimensiones:

h = 0.50 m

(Volumen

almacenado)

Presión del agua almacenada =

Peso del agua almacenada =

Peso del agua almacenada =

Área del agua almacenada =



a = 0.30 m

b = 0.50 m

DISEÑO DE LA TUBERIA DE CONDUCCIÓN;

Se lo trabajarà como orificio y se calculará con la siguiente expresión:

Donde:

Q d = Caudal de diseño :

C d = Coeficiente de Descarga ( 0.60 - 0.82)

A cnd = Área del conducto ( m2 )

g = gravedad

H = Carga sobre la tubería

Qd = 0.00385 m3/seg

Cd = 0.75 Asumido

g = 9.81 m/seg2

H = 0.40 m

A cnd = 0.001832 m2

D = 0.0483 m

D = 1.90 ''

D = 2"

DISEÑO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA:

Esta tubería debe evacuar un caudal igual al máximo aforado del manantial más el volumen

aforado en la segunda cámara húmeda en un tiempo determinado, entonces:

Va

t

Donde :

Q s : Caudal de salida ( m3/seg )

Va : Volumen almacenado ( m3

)

t : tiempo de salida ( seg )

Q af : Caudal aforado ( m3/seg )

Va = 0.693 m3

t = 2 min

t = 120 seg

Qmax af = 0.00424 m3/seg

Qs = 0.01 m3/seg

Q s = + Q aforo

2gH x A x C Q cnddd



Para el calculo de la tuberia de desague lo realizamos como orificio de pared gruesa (boquilla)

Donde:

Q s = Caudal de evacuación



g = gravedad


Qd = 0.01 m3/seg

Cd = 0.82 Asumido

g = 9.81 m/seg2

H = 0.50 m

A = 0.0039 m2

Entonces:

D = 0.0704 m

D = 2.77 ''

D = 3"

DISEÑO DE LA TUBERIA DE REBOSE

El caudal a evacuar es :

Qe = Caudal a evacuar

Qaforado = Caudal aforado

Qd = Caudal de diseño

Qaforado = 0.00424 m3/seg

Qd = 0.00385 m3/seg

Qe = 0.00039 m3/seg

Nota : esta tuberia se comporta como un vertedero de seccion circular y pared ancha, y tambien

sirve de ayuda ante posibles obstrucciones o cierre de valvulas.

Teniendo en cuenta la ecuacion de continuidad tenemos:

Q = V x A = V x л D2

4

Entonces:

Qaforado = 0.00424 m3/seg (El caudal a evacuar es el total captado)

2gH x A x C Q cndds

d Aforadoe Q - Q Q



V = 2 m/seg (Asumido)

D = 0.05192384 m

D = 2.0 pulg

III.- DISEÑO DE LA CAMARA DE REUNIÓN:

Esta estructura sirve para reunir el agua captada de los manantiales laterales y de fondo

CAUDAL DE DISEÑO (Qmax d)

Manantial Q (lts/seg) Número

Lateral 0.73 10

De Fondo 3.85 11

Total : 21

Qmax d = 49.65 lts/seg

Qmax d = 0.04965 m3/seg

CALCULO DEL VOLUMEN DE ALMACEAMIENTO

Donde:

Va = Volumen de almacenamiento (m3)

Qmax d =Caudal máximo diario ( m3 /seg)

Tr = Tiempo de retención (seg)

Asumimos:

Tr = 3 min

Tr = 180 seg

Va = 8.94 m3

Asumimos las siguientes medidas para el almacemaniento:

H = 2.00 m

a = 2.00 m V = 8

b = 2.00 m m3

Considerando el Borde Libre para efectos de ventilacion y construccion, tenemos:

B.L. = 0.50 m

H = 2.50 m

a = 2.00 m

b = 2.00 m

Vt = 10 m3 > Va = 8.94 m3

Qtotal (lts/seg)

7.3

42.35

49.65

rdmáx a T x Q V



CALCULO DEL DIAMETRO DE SALIDA DE LA TUBERIA DE CONDUCCION

Será tratada como orificio y se calculará con:

Donde:

Q max d =Caudal máximo diario :

Cd = Coeficiente de Descarga ( 0.60 - 0.82)

Acond = Área del conducto ( m2 )

g = gravedad


Qmax d = 0.04965 m3/seg

Cd = 0.75 Asumido

g = 9.81 m/seg2

H = 1.90 m

Acond = 0.010843 m2

Luego :

D = 0.1175 m

D = 4.6 ''

D = 6 '' (Diàmetro comercial)

Debido a que estamos utilizando un diametro comercial mayor, tenemos que realizar la

verificación de la velocidad.

V = 2.72 m/seg

Entonces:

0.60 ≤ 2.72 ≤ 3.00 m/seg Si Cumple

DISEÑO DE LA TUBERIA DE LIMPIEZA:

Esta tubería debe evacuar un caudal igual al máximo aforado del manantial más el volumen aforado

aforado en la segunda cámara húmeda en un tiempo determinado, entonces:

Va

t

Donde :

Q s = x 1.5

2gH x A x C Q cndddmáx

𝐴 = 𝜋𝐷2

4

𝐐 = 𝐕 ∗ 𝐀 → V = 𝐐

𝐀 → 𝐕 =

𝟒∗𝐐

П∗𝐃𝟐



Qs = Caudal de salida ( m3/seg )

Va = Volumen almacenado ( m3

)

t = tiempo de salida ( seg )

Va = 8.937 m3

t = 3 min

t = 180 seg

Qs = 0.07 m3/seg

Para el calculo de la tuberia de desague lo realizamos como orificio de pared gruesa (boquilla)

Donde:

Q s = Caudal de evacuación



g = gravedad


Qd = 0.07 m3/seg

Cd = 0.82 Asumido

g = 9.81 m/seg2

H = 2.00 m

A = 0.0145 m2

Entonces:

D = 0.1359 m

D = 5.35 ''

D = 6" (Diámetro comercial)

NOTA: En las tuberias de ventilacion tanto de la captacion de manantial lateral, manatial

de fondo y en la cámara de reunion ; se hara uso de tuberias de PVC de 2" de diámetro,

sobresaliendo 50 cm y en cuyo extremo se colocara un sombrero de ventilacion.

2gH x A x C Q cndds



48.95 L/s

PVC Clase 5 C = 140

50 m.c.a.

50 m.c.a.

1.0 m.c.a.

0.6 m/s

5.0 m/s

127.00 m

Qdiseño= Qmáxd

Qdiseño= 48.95 L/s

Dmáx = 0.32229 m

Dmáx = 12.69 "

Dmín = 0.11164 m

Dmín = 4.40 "

Ecuaciones empleadas:

Nota: Los diámetros con los que se

Pulg. metros trabaja son los diámetros

6 0.1524 2.68 0.0411 4.11% comerciales.

8 0.2032 1.51 0.0101 1.01%

10 0.254 0.97 0.0034 0.34%

L / D ≥ 2000

L / D < 2000

- Veremos si la tubería es larga o corta, analizando con el Dmáx

L / D = 394.05 Para Dmáx

Diámetros comerciales disponibles: 6", 8",10"

diseño de la linea de conducción

1. Consideraciones de diseño:

Caudal Máximo Diario:

Material de la Tubería:

Presión en la Tubería:

Presión Máxima:

Presión Mínima:

Velocidad Mínima:

Velocidad Máxima:

Longitud de Tuberia MINIMA:

2. Cálculo del diámetro máximo y mínimo:

TUBERIA CORTA: Hay que calcular todas las pérdidas de carga ( locales y por

fricción)

Tubería Corta

3. Cálculo de las velocidades y gradiente de velocidad:

Diámetro Velocidad

m/s

Gradiente

Hidráulico (m/m)Sf (%)

TUBERIA LARGA: Se obvia las pérdidas de carga locales y se toma en cuenta solamente las

pérdidas de carga por fricción.

min

max

4

V

QD

max

min

4

V

QD

2D

4Q

A

Q V

4.87 1.85

1.85

fD x C

Q x 10.7 S



DISEÑO DE RESERVORIO

la siguiente tabla representa los registros horarios de agua consumida en la ciudad

ficticia el dia maximo consumido del año 2013

CIUDAD ACTUAL

volumen de agua volumen de agua

consumida (m3) consumida (m3)

1am 250.41 1pm 3184.65

2am 487.23 2pm 3725.47

3am 587.94 3pm 4467.54

4am 706.80 4pm 4464.12

5am 897.30 5pm 4897.21

6am 1021.87 6pm 5000.45

7am 1236.80 7pm 5345.67

8am 1467.54 8pm 5645.19

9am 1768.34 9pm 5978.64

10am 2013.50 10pm 6123.54

11am 2437.64 11pm 6300.97

12am 2976.55 12pm 6425.89

consumo promedio durante el dia

CPDa= 267.745 m3/hora = 74.3737269 lts/seg

CIUDAD FUTURA

poblacion futura 21753 hab

dotacion promedio 150 lts/hab/dia

variacion de consumo del 30% en el dia de maximo consumo

consumo pomedio diario

CPDf= 49.0953125 lts/seg

variacion de consumo

b= 0.66011634

CAPACIDAD MINIMA DEL TANQUE REGULADOR

cuando la entrada de agua es constanteentrada constante

VCONSUMO= 147.248577 m3

VOLUMEN DE ALMACENAMIENTO = VC+VI+VR

VCONSUM= 147.248577 m3

VA= 3076.33144 m3

VINCENDI= 2160 m3

VRESER= 0.25VA

Hora Hora

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTARILLADO


volum almacen= 3076.33144 m3 1025.44381

nota conciderando 3 recervorios de la misma capacidad

RADIO 8.08 m

ALTURA 5 m

volumen de agua produccion

consumida (m3) promedio

01:00 250.41 250.412 267.745417 17.3334167

02:00 487.23 236.818 267.745417 48.2608333

03:00 587.94 100.71 267.745417 215.29625

04:00 706.80 118.86 267.745417 364.181667

05:00 897.30 190.5 267.745417 441.427083

06:00 1021.87 124.57 267.745417 584.6025

07:00 1236.80 214.93 267.745417 637.417917

08:00 1467.54 230.74 267.745417 674.423333

09:00 1768.34 300.8 267.745417 641.36875

10:00 2013.50 245.16 267.745417 663.954167

11:00 2437.64 424.14 267.745417 507.559583

12:00 2976.55 538.91 267.745417 236.395

01:00 3184.65 208.1 267.745417 296.040417

02:00 3725.47 540.82 267.745417 22.9658333

03:00 4467.54 742.07 267.745417 -451.35875

04:00 4464.12 -3.42 267.745417 -180.193333

05:00 4897.21 433.09 267.745417 -345.537917

06:00 5000.45 103.24 267.745417 -181.0325

07:00 5345.67 345.22 267.745417 -258.507083

08:00 5645.19 299.52 267.745417 -290.281667

09:00 5978.64 333.45 267.745417 -355.98625

10:00 6123.54 144.9 267.745417 -233.140833

11:00 6300.97 177.43 267.745417 -142.825417

12:00 6425.89 124.92 267.745417 3.4106E-13

Hora

volumen de agua

reservorioconsumida x hora (m3)

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALACANTARILLADO


disenar el diametro

de la boca toma a la captacion para un caudal de disenio

datos topograficos

Qmd= 48.9483 lts/seg

calculos

disenio c1 -captacion

cota captacion 246 msnm PUNTO DE REUNION

cota ladera 276 msnm

presion requerida 10 m

Qmd 48.9483

Longitud= 127

ecuacion de fair whipple

hallando hf cota rio-cota captaccion/longitud 0.157480315

hallando hf^0.57 0.34867353

caudal= 48.9483

DIAMETRO= 4.2211763 4 0.1016

4 pulg

disenar el diametro

de la captacion al reservorio para un caudal de disenio

datos topograficos


calculos


cota captacion 246 msnm

cota CRP6 200 msnm

presion requerida 0 m POR SER CR6

Qmd 48.9483

Longitud= 500



hallando hf^0.57 0.25666052

caudal= 48.9483

DIAMETRO= 4.72787145 5

5 PULG 0.127




cota crp6 200 msnm

cota reservorio 170 msnm

presion requerida 10 m POR SER CR6

Qmd 48.9483

Longitud= 248



hallando hf^0.57 0.23809465

caudal= 48.9483

DIAMETRO= 4.86106184 5

5 0.127

disenar el diametro

del reservorio a mis redes para un caudal de disenio

datos topograficos


calculos


cota reservorio 200 msnm

cota punto red 137 msnm


Qmd 65.2644

Longitud= 465

200



hallando hf^0.57 0.28999403

caudal= 65.2644

DIAMETRO= 5.02657182 5

5 0.127



PRIMERA ITERACION

1.1. Cáculo de coeficientes de fricción DATOS DE IN GRESO Nota TRABAJAR VELOCIDAD CON VALOR ABSOLUTO

Longitud Si el caudal es negativo entonces Hfi son negativos

CIRCUITO TUBERÍA LONGIT DIAMETRO CAUDAL

I (1-2) 306 0.1524 0.040

I (2-5) 392 0.1016 0.015

I (5-6) 306 0.1016 -0.010

0.000100 I (6-1) 392 0.1016 -0.025


II (2-3) 402 0.1016 0.015

II (3-4) 392 0.1016 0.005

II (4-5) 402 0.0762 -0.005

II (2-5) 392 0.1016 -0.015

primera iteracion

Tubería (1-2) Tubería (2-5) Tubería (5-6)

Longitud= 306 Caudal 0.040 Longitud= 392 Caudal 0.015 Longitud= 306 Caudal -0.010

Viscosidad= 0.00000114 Diámetro 0.1524 Viscosida= 0.00000114 Diámetro 0.1016 Viscosida= 0.00000114 Diámetro 0.1016

Ks 0.000100 Velocidad 2.1928007 Ks 0.000100 Velocidad 1.85017559 Ks 0.000100 Velocidad 1.23345039

f Número de Denomin denomina G(f) f Número de Denomin denomina G(f) f Número de Denomin denomina G(f)

dato Ks/d Rreynolds 1/f dato Ks/d Rreynolds 1/f dato Ks/d Rreynolds 1/f

asumido DATO CALCULADO asumido DATO CALCULADO asumido DATO CALCULADO

0.001 0.000656 293,143 6.69723287 6.69723287 0.02229509 0.001 0.000984 164,893 6.2529215 6.2529215 0.02557608 0.001 0.000984 109,929 6.01043579 6.01043579 0.0276814

0.02229509 0.000656 293,143 7.25902214 7.25902214 0.01897771 0.02557608 0.000984 164,893 6.88451399 6.88451399 0.02109859 0.0276814 0.000984 109,929 6.78885041 6.78885041 0.02169739

0.01897771 0.000656 293,143 7.24139914 7.24139914 0.01907019 0.02109859 0.000984 164,893 6.86169674 6.86169674 0.02123914 0.02169739 0.000984 109,929 6.75138642 6.75138642 0.02193886

0.01907019 0.000656 293,143 7.24194656 7.24194656 0.01906731 0.02123914 0.000984 164,893 6.86251069 6.86251069 0.0212341 0.02193886 0.000984 109,929 6.75315297 6.75315297 0.02192738

0.01906731 0.000656 293,143 7.24192955 7.24192955 0.0190674 0.0212341 0.000984 164,893 6.86248164 6.86248164 0.0212343 0.02192738 0.000984 109,929 6.75306959 6.75306959 0.02192793

CIRCUITO II








0.001 0.000984 164,893 6.2529215 6.2529215 0.02557608 0.001 0.000984 54,964 5.53395677 5.53395677 0.03265341 0.001 0.001312 73,286 5.68463314 5.68463314 0.03094533

0.02557608 0.000984 164,893 6.88451399 6.88451399 0.02109859 0.03265341 0.000984 54,964 6.5701209 6.5701209 0.02316612 0.03094533 0.001312 73,286 6.52025221 6.52025221 0.02352184

0.02109859 0.000984 164,893 6.86169674 6.86169674 0.02123914 0.02316612 0.000984 54,964 6.49429758 6.49429758 0.02371022 0.02352184 0.001312 73,286 6.47614301 6.47614301 0.02384334

0.02123914 0.000984 164,893 6.86251069 6.86251069 0.0212341 0.02371022 0.000984 54,964 6.49962714 6.49962714 0.02367135 0.02384334 0.001312 73,286 6.47841621 6.47841621 0.02382661

0.0212341 0.000984 164,893 6.86248164 6.86248164 0.02123428 0.02367135 0.000984 54,964 6.49925146 6.49925146 0.02367409 0.02382661 0.001312 73,286 6.47829891 6.47829891 0.02382748

asumidos

ABASTECCIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO


CALCULO DE CAUDALES

CIRCUITO TUBERÍA LONGIT DIAMETRO CAUDAL VELOCIDAD f hfi Kmi HFI+km Correción Nuevo

Caudal

I (1-2) 306 0.1524 0.040 2.1928007 0.0190674 9.38268607 5 235.792528 0.00317902 0.043

I (2-5) 392 0.1016 0.015 1.85017559 0.02123428 14.2941013 15 955.557177 0.00317902 -0.0008853 0.017 es COMÚN

I (5-6) 306 0.1016 -0.010 1.23345039 0.02192793 -5.1211753 15 513.280676 0.00317902 -0.007 (

I (6-1) 392 0.1016 -0.025 3.11569569 0.02060984 -39.343966 15 1564.9817 0.00317902 -0.022

sumas -20.788354 3269.61208

Correción ΔQ=

0.00317902


Caudal

II (2-3) 402 0.1016 0.015 1.85017559 0.02123428 14.6587468 5 978.122148 0.00088528 0.016

II (3-4) 392 0.1016 0.005 0.6167252 0.02367409 1.77072068 15 354.434923 0.00088528 0.006

II (4-5) 500 0.0762 -0.005 1.09640035 0.02382748 -9.5792696 5 1916.16025 0.00088528 -0.004

II (2-5) 392 0.1016 -0.015 1.85017559 0.02123428 -14.294101 15 955.557177 0.00088528 -0.003179 -0.017 es COMÚN

sumas -7.4439034 4204.2745

Correción ΔQ=

0.00088528

SEGUNDA ITERACION



Viscosidad= 0.00000114 Diámetro 0.1524 Viscosida= 0.00000114 Diámetro 0.1016 Viscosida= 0 0.00000114 Diámetro 0.1016





0.001 0.000656 316,441 6.73675956 6.73675956 0.02203423 0.001 0.000984 190,108 6.3304836 6.3304836 0.0249532 0.001 0.000984 74,982 5.75584559 5.75584559 0.03018434

0.02203423 0.000656 316,441 7.27360916 7.27360916 0.01890167 0.0249532 0.000984 190,108 6.91286783 6.91286783 0.02092587 0.03018434 0.000984 74,982 6.67696288 6.67696288 0.02243066

0.01890167 0.000656 316,441 7.2577282 7.2577282 0.01898448 0.02092587 0.000984 190,108 6.89397056 6.89397056 0.02104075 0.02243066 0.000984 74,982 6.62045314 6.62045314 0.02281522

0.01898448 0.000656 316,441 7.25819384 7.25819384 0.01898204 0.02104075 0.000984 190,108 6.89457733 6.89457733 0.02103704 0.02281522 0.000984 74,982 6.62381609 6.62381609 0.02279205

0.01898204 0.000656 316,441 7.25818018 7.25818018 0.01898211 0.02103704 0.000984 190,108 6.89455784 6.89455784 0.02103716 0.02279205 0.000984 74,982 6.6236156 6.6236156 0.02279343

CIRCUITO II








0.001 0.000984 174,625 6.28467161 6.28467161 0.02531832 0.001 0.000984 64,696 5.65195171 5.65195171 0.03130424 0.001 0.001312 60,310 5.55416645 5.55416645 0.03241621

0.02531832 0.000984 174,625 6.89625139 6.89625139 0.02102683 0.03130424 0.000984 64,696 6.62799404 6.62799404 0.02276333 0.03241621 0.001312 60,310 6.46444174 6.46444174 0.02392974

0.02102683 0.000984 174,625 6.8750844 6.8750844 0.02115651 0.02276333 0.000984 64,696 6.56273231 6.56273231 0.02321831 0.02392974 0.001312 60,310 6.41001478 6.41001478 0.02433783

0.02115651 0.000984 174,625 6.87580845 6.87580845 0.02115205 0.02321831 0.000984 64,696 6.56694625 6.56694625 0.02318852 0.02433783 0.001312 60,310 6.41317494 6.41317494 0.02431386

0.02115205 0.000984 174,625 6.87578367 6.87578367 0.0211522 0.02318852 0.000984 64,696 6.56667353 6.56667353 0.02319045 0.02431386 0.001312 60,310 6.41299114 6.41299114 0.02431525



CALCULO DE CAUDALES


Caudal

I (1-2) 306 0.1524 0.043 2.36707487 0.01898211 10.8844367 5 253.504838 0.00049141 0.04367043

I (2-5) 392 0.1016 0.017 2.13309784 0.02103716 18.8235733 15 1091.93994 0.00049141 -0.0008045 0.017 es COMÚN

I (5-6) 306 0.1016 -0.007 0.84133349 0.02279343 -2.4767081 15 363.642911 0.00049141 -0.0063296

I (6-1) 392 0.1016 -0.022 2.72357879 0.02074662 -30.263599 15 1376.24464 0.00049141 -0.0215896

sumas -3.0322975 3085.33233

Correción ΔQ=

0.00049141


Caudal

II (2-3) 402 0.1016 0.016 1.95937024 0.0211522 16.3765323 5 1031.90351 0.00080452 0.0166898

II (3-4) 392 0.1016 0.006 0.72591985 0.02319045 2.40314427 15 408.734353 0.00080452 0.0066898

II (4-5) 500 0.0762 -0.004 0.90227653 0.02431525 -6.6202451 5 1609.12421 0.00080452 -0.0033102

II (2-5) 392 0.1016 -0.017 2.13309784 0.02103716 -18.823573 15 1091.93994 0.00080452 -0.0004914 -0.017 es COMÚN

sumas -6.6641418 4141.70201

Correción ΔQ=

0.00080452

octava ITERACION



Viscosidad= 0 0.00000114 0 Diámetro 0.1524 Viscosida= 0 0.00000114 0 Diámetro 0.1016 Viscosida= 0 0.00000114 0 Diámetro 0.1016





0.001 0.000656 322,924 6.74703625 6.74703625 0.02196716 0.001 0.000984 188,623 6.32631886 6.32631886 0.02498606 0.001 0.000984 65,257 5.65810675 5.65810675 0.03123617

0.02196716 0.000656 322,924 7.27735455 7.27735455 0.01888221 0.02498606 0.000984 188,623 6.91137279 6.91137279 0.02093492 0.03123617 0.000984 65,257 6.63094751 6.63094751 0.02274306

0.01888221 0.000656 322,924 7.26191143 7.26191143 0.01896261 0.02093492 0.000984 188,623 6.89227463 6.89227463 0.0210511 0.02274306 0.000984 65,257 6.56621899 6.56621899 0.02319366

0.01896261 0.000656 322,924 7.26235728 7.26235728 0.01896028 0.0210511 0.000984 188,623 6.89289148 6.89289148 0.02104734 0.02319366 0.000984 65,257 6.57037913 6.57037913 0.0231643

0.01896028 0.000656 322,924 7.2623444 7.2623444 0.01896035 0.02104734 0.000984 188,623 6.89287155 6.89287155 0.02104746 0.0231643 0.000984 65,257 6.57011115 6.57011115 0.02316619

CIRCUITO II








0.001 0.000984 185,834 6.31836742 6.31836742 0.02504899 0.001 0.000984 75,906 5.76433233 5.76433233 0.03009553 0.001 0.001312 45,364 5.35375255 5.35375255 0.03488859

0.02504899 0.000984 185,834 6.90850978 6.90850978 0.02095228 0.03009553 0.000984 75,906 6.68087932 6.68087932 0.02240437 0.03488859 0.001312 45,364 6.37295912 6.37295912 0.02462168

0.02095228 0.000984 185,834 6.88902507 6.88902507 0.02107097 0.02240437 0.000984 75,906 6.62506062 6.62506062 0.02278349 0.02462168 0.001312 45,364 6.30079013 6.30079013 0.02518894

0.02107097 0.000984 185,834 6.88966146 6.88966146 0.02106707 0.02278349 0.000984 75,906 6.62835936 6.62835936 0.02276082 0.02518894 0.001312 45,364 6.3057077 6.3057077 0.02514967

0.02106707 0.000984 185,834 6.88964067 6.88964067 0.0210672 0.02276082 0.000984 75,906 6.62816407 6.62816407 0.02276216 0.02514967 0.001312 45,364 6.30537173 6.30537173 0.02515235



CALCULO DE CAUDALES


Caudal

I (1-2) 306 0.1524 0.044 2.41557368 0.01896035 11.3220313 5 258.433813 -1.361E-06 0.04406235

I (2-5) 392 0.1016 0.017 2.11644431 0.02104746 18.5398697 15 1083.91648 -1.361E-06 8.7455E-06 0.01717 es COMÚN

I (5-6) 306 0.1016 -0.006 0.73221118 0.02316619 -1.9065842 15 321.584586 -1.361E-06 -0.0059376 ambos circuitos

I (6-1) 392 0.1016 -0.021 2.61445648 0.02079131 -27.947184 15 1323.72033 -1.361E-06 -0.0211976

sumas 0.00813286 2987.65521

Correción ΔQ=

-1.361E-06


Caudal

II (2-3) 402 0.1016 0.017 2.08514607 0.0210672 18.471968 5 1093.80154 -8.746E-06 0.01689624

II (3-4) 392 0.1016 0.007 0.85169568 0.02276216 3.24695109 15 470.787452 -8.746E-06 0.00689624

II (4-5) 402 0.0762 -0.003 0.67867504 0.02515235 -3.1151176 5 1006.61262 -8.746E-06 -0.0031038

II (2-5) 392 0.1016 -0.01716 2.11644431 0.02104746 -18.53987 15 1083.91648 -8.746E-06 1.3611E-06 -0.01717 es COMÚN

sumas 0.06393187 3655.11808 a ambos circuitos

Correción ΔQ=

-8.746E-06

RESULTADOS FINALES

CIRCUITO TUBERÍA LONGIT DIAMETRO CAUDAL Altura de hfi+Kñi altura de

Nudo camino agua

I (1-2) 306 0.1524 0.04406 25 11.38755 1 40 40.000

I (2-5) 392 0.1016 0.017 18.59863 2 (1-2) 28.612

I (5-6) 306 0.1016 -0.006 -1.90902 5 (1-2)+(2-5) 10.014

I (6-1) 392 0.1016 -0.021 -28.05795 6 (1-6) 11.942


II (2-3) 402 0.1016 0.017 18.49070 3 (1-2)-(2-3) 10.122

II (3-4) 392 0.1016 0.007 3.25078 4 6.898

II (4-5) 402 0.0762 -0.003 -3.11548

II (2-5) 392 0.1016 -0.017 -18.59863



diseñar el diametro

datos topograficos

Qmd= 25.26 lts/seg

calculos presion 1 20


cota punt 1 157 msnm



Qmd 25.26

Longitud= 392



hallando hf^0.57 0.17812156

caudal= 25.26

DIAMETRO= 4.23702309 4 Pulg

4 0.1016

disenar el diametro

datos topograficos

Qmd= 40 lts/seg

calculos


punto1 20




Qmd 40

Longitud= 306



hallando hf^0.57 0.09584108

caudal= 40

DIAMETRO= 6.31704059 6 pulg

6 0.1524

disenar el diametro

datos topograficos

Qmd= 15 lts/seg

calculos







Qmd 15

Longitud= 392



hallando hf^0.57 0.10878981

caudal= 15


4 0.1016

disenar el diametro

datos topograficos

Qmd= 10 lts/seg

calculos





Qmd 10

Longitud= 306



hallando hf^0.57 0.10633715

caudal= 10


4 0.1016

disenar el diametro

datos topograficos

Qmd= 15 lts/seg

calculos





Qmd 15

Longitud= 402





hallando hf^0.57 0.11468573

caudal= 15

DIAMETRO= 4.1 4.0 pulg

4.0 0.1016

disenar el diametro

datos topograficos

Qmd= 5 lts/seg

calculos





Qmd 5

Longitud= 392



hallando hf^0.57 0.04936442

caudal= 5


4 0.1016

disenar el diametro

datos topograficos

Qmd= 5 lts/seg

calculos





Qmd 5

Longitud= 146



hallando hf^0.57 0.10921392

caudal= 5


3 0.0762



RED DE ALCANTARILLADO

1 se determina el sentido del flujo en fucncion de la topografia del terreno

pudiendo dividirse por areas drenadas de manera que ciertas zonas

descargen hacia un colector primario

2 se hallan los caudales de aporte de cada colector (primarios y secuandarios

para determinar dichos caudales). Existen dos formas.

a.) primera forma. Hallamos la longitud unitaria total de los colectores

considerandose los primarios y secundarios.

* determinamos el caudal unitario por unidad de longitud.

qu= QD/Ltotal QD= 0.80*Qmh

= 0.80*Qp*2

* el caudal de cada tramo.

qtramo= qu* longitud tramo

* despues hallaremos los caudales acumulados de cada coletor

según los flujos presedentes.

CALCULO DE LA VELOCIDAD EN EL COLECTOR

aplicamos manning

Q= A*R^(2/3)*S^(1/2)/n

los sistemas de alcantarillado se proyectaran para que los colectores

funciones al 50%. Amedia seccion y como en tubo lleno, entonces

tendremos que hallar la velocidad real que transport el colector

PENDIENTE MINIMA

S= 0.0055*Q^(-.47)

CALCULOS

Qmh= 65.26 litros/seg

QD= 52.208 litros/seg

651 m

qu= 0.080196621

long total colector principa=



TRAMO long. Tramo q. tramo

1.. 144 11.548

2 164 13.152

3 143 11.468 TRAMO long. Tramo q. tramo

4 199.37 15.989 21 111.16 8.91465634

5 204.71 16.417 22 202.09 16.2069351

a 72 5.774 23 199.02 15.9607314

b 72 5.774 24 193.88 15.5485208

c 72 5.774 p 93.7 7.51442335

d 79.46 6.372 q 50.63 4.0603549

e 88.27 7.079 r 72 5.77415668

f 83.54 6.700 s 71.39 5.72523674

6 144 11.548 t 72 5.77415668

7 164 13.152 u 104.87 8.4102196

8 142 11.388 v 111.63 8.95234876

9 199.37 15.989 w 110.53 8.86413247

10 204.71 16.417 x 70.96 5.6907522

g 166.76 13.374 y 40.23 3.22631005

h 92.5 7.418 z 110.5 8.86172657

i 95.4 7.651 25 70.91 5.68674237

j 95.9 7.691 26 72.19 5.78939404

k 101.07 8.105 27 110.63 8.87215214

11 162.67 13.046 28 173.59 13.9213314

12 28.95 2.322

13 113.88 9.133

14 199.37 15.989

15 204.21 16.377

l 75 6.015

m 71.6 5.742

n 111.82 8.968

o 106.69 8.556

16 131.89 10.577

17 193.28 15.500

18 112.86 9.051

19 199.37 15.989

20 199.02 15.961



q. acumulado s min diametr m diam pulg diametro

6 17.322 0.001309 0.044045 1.73407 2 pulg

b 17.322 0.001309 0.044045 1.73407 2 pulg

c 18.926 0.001255 0.045889 1.80666 2 pulg

g 48.019 0.000810 0.070627 2.78060 3 pulg

h 39.497 0.000888 0.064517 2.54006 3 pulg

i 25.491 0.001091 0.052675 2.07382 3 pulg

l 45.512 0.000831 0.068895 2.71240 3 pulg

m 42.621 0.000857 0.066833 2.63121 3 pulg

n 118.881 0.000529 0.107475 4.23128 5 pulg

r 11.499 0.001587 0.036433 1.43437 2 pulg

q 15.560 0.001376 0.041910 1.64999 2 pulg

p 33.651 0.000958 0.059905 2.35846 3 pulg

t 21.323 0.001187 0.048494 1.90922 2 pulg

u 45.233 0.000833 0.068699 2.70470 3 pulg

v 54.186 0.000766 0.074692 2.94063 3 pulg

w 17.915 0.001288 0.044737 1.76130 2 pulg

x 23.470 0.001135 0.050697 1.99595 2 pulg

11 94.715 0.000589 0.096738 3.80860 4 pulg

12 142.549 0.000486 0.116902 4.60245 5 pulg

13 205.867 0.000409 0.138595 5.45651 6 pulg

y 251.715 0.000372 0.152121 5.98903 6 pulg

14 291.173 0.000347 0.162734 6.40686 7 pulg

26 14.662 0.001415 0.040771 1.60517 2 pulg

o 23.218 0.001140 0.050445 1.98601 2 pulg

k 31.323 0.000991 0.057948 2.28144 3 pulg

5 54.440 0.000764 0.074854 2.94701 3 pulg

j 77.508 0.000647 0.088160 3.47087 4 pulg

25 156.934 0.000464 0.122225 4.81201 5 pulg

z 197.963 0.000416 0.136105 5.35847 6 pulg

28 243.834 0.000378 0.149897 5.90144 6 pulg


Del Proyecista (Sedimentador)

L = 9.25

B = 2.00

L/B = 4.63 (3 a 10)

Temperatura Tiempo digestión Factor capacidad

°C (días) relativa

5 110 2

10 76 1.4

15 55 1

20 40 0.7

> 25 30 0.5

COMO HAY 3 RESERVORIOS ENTONCES ELEGIMOS 3 TANQUES IMOF

POBLACION ACTUAL 15131.0

DIVIDIMOS LA POBLACION EN 3 PARTES 5044.00 HABITANTES

Qmedio: 11.21 lps

qmedio en m^3/dia: 968.55

A PARAMETROS DE DISEÑO # FAMILIAS = 1008.8 VALORES GUIA

1.- Población actual 5044.00

2.- Tasa de crecimiento (%) 1.4

3.- Período de diseño (años) 20

4.- Población fututa 6457 habitantes

5.- Dotación de agua, l/(habxdia) 150 L/(hab x día)

7.- Altitud promedio, msnm 300 m.s.n.m.

8.- Temperatura mes más frio, en °C 15 °C

9.- Tasa de sedimentación, m3/(m2xh) 0.6 m3/(m2 x h)}

10.- Periodo de retención, horas 2 horas (1.5 a 2.5)

11.- Borde libre, m 0.3 m

12.- Volumen de digestión, l/hab a 15°C 80 L/hab a 15°C

13.- Relación L/B (teorico) 4.63 > a 3

14.- Espaciamiento libre pared digestor

al sedimentador, metros 2.25 m 1.0 mínimo

15.- Angulo fondo sedimentador, radianes 55° (50° - 60°)

LOCALIDAD

C.P SAN VICENTE

DISEÑO DE TANQUE IMHOFF

DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMAS DE

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

MEDIANTE TANQUES IMHOFFL/B = 4.63

DISEÑO TANQUE IMHOFFNOMBRE DEL PROYECTO:

“ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE Y

ALCANTARILLADO EN EL C.P. SAN

VICENTE, DISTRITODE JESUS-

CAJAMARCA-CAJAMARCA”

Factores de capacidad relativa y tiempo de digestión

de lodos

0.9599 radianes

16.- Distancia fondo sedimentador

a altura máxima de lodos (zona neutra), m 0.55 m

17.- Factor de capacidad relativa 1.00

18.- Espesor muros sedimentador,m 0.10 m

19.- Inclimación de tolva en digestor 19° (15° - 30°)

0.3316 radianes

20.- Numero de troncos de piramide en el largo 1

21.- Numero de troncos de piramide en el ancho 1

22.- Altura del lodos en digestor, m 2.30 m

23.- Requerimiento lecho de secado 0.1 m2/hab.

B RESULTADOS

24.- Caudal medio, l/dia 968.55 m3/día

25.- Area de sedimentación, m2 67.26 m2

26.- Ancho zona sedimentador (B), m 3.80 m

27.- Largo zona sedimentador (L), m 17.58 m

28.- Prof. zona sedimentador (H), m 1.20 m

29.- Altura del fondo del sedimentador 0.55 m

30.- Altura total sedimentador, m 2.05 m

Vol. Dig.>=Vol.

Requerido

31.- Volumen de digestión requerido, m3 516.56 m3 FALSO

32.- Ancho tanque Imhoff (Bim), m 8.50 m L/Bim = 2.07

33.- Volumen de lodos en digestor, m3 452.90 m3 Debe ser > a 1

34.- Superficie libre, % 53% (min.) 30%

35.- Altura del fondo del digestor, m 1.5 m OK

36.- Altura total tanque imhoff, m 6.4 m

37.- Area de lecho de secado, m2 645.70

Se deberá modificar las celdas: Relación L/B (teorico)(fila 13), Espaciamiento libre pared digestor

sedimentador (fila 15) y Altura de lodos en digestor(fila 22) de tal forma que Volumen de lodos

en digestor (fila 33) sea > o igual a Volumen de digestión requerido (fila 31).

17.6

Espaciamiento Libre = 2.25

Espesor de muro de sedimentador = 0.10

Ancho de sedimentador = 3.80 8.5

Espesor de muro de sedimentador = 0.10

Espaciamiento Libre = 2.25

8.50

0.1 0.1

2.25 3.80 2.25

0.3 BORDE LIBRE

1.20 SEDIMENTADOR

0.20

0.55 FONDO DE SEDIMENTADOR

6.4

0.55 55° ZONA NEUTRA

0.2

2.30 LODOS

1.5 FONDO DE DIGESTOR

19°

abastecimiento de agua y alacantarillado

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