TEMA: CAPTACION

CURSO: OBRAS HIDRAULICAS

DOCENTE: ING. VICTOR ROJAS SILVA

CAPTACIN 1.0 DefinicinLas captaciones son las obras que permiten derivar el agua desde lafuente que alimenta al sistema. Esta fuente puede ser una corrientenatural, un embalse o un depsito de agua subterrnea.

2. Partes de una Captacin (Aguas Superficial)2.1. Bocal o Ventana de Captacin Las ventanas de captacin son las entradas de agua de la toma que enciertos casos estn instaladas en un paramento de concretototalmente protegido.

2.3. Muros de proteccinSe construirn muros de proteccin aguas arriba y aguas abajo del barraje.Son estructuras que permiten encauzar el flujo del ro entre determinadoslmites con el fin de formar las condiciones de diseo pre-establecidas.Estas estructuras pueden ser de concreto simple o de concreto armado. Sudimensionamiento est basado en controlar el posible desborde del mximonivel del agua y evitar tambin que la socavacin afecte las estructuras decaptacin y derivacin.

2.4. Colchn de AmortiguamientoDebido a la colocacin del barraje vertedero en el cauce del ro se genera unincremento de energa potencial que, al momento de verter el agua porencima del barraje se transforma en energa cintica que causa erosin y porlo erosivo se construyen estructuras de disipacin, conocidas como: solados,colchn disipador, etc., que buscan o tienen por objetivo formar un saltohidrulico que logra disipar la energa cintica ganada por el barrajevertedero.

2.5. Limitador de Gasto (Aliviadero)El limitador de gasto o aliviadero es una estructura hidrulica destinada apermitir el pase, libre o controlado, del agua en los escurrimientossuperficiales.Funciones Garantizar la seguridad de la estructura hidrulica, al no permitir la

elevacin del nivel, aguas arriba, por encima del nivel mximo Garantizar un nivel con poca variacin en un canal de riego, aguas arriba. Por lo general los aliviaderos se colocan cerca de las compuertas de

regulacin.

3.0 Diseo

3.1 Calculo del Barraje tipo Vertedor

3.1.1 Altura del barraje

La altura del barraje tiene por objetivo asegurar la derivacin del caudal

necesario en el canal principal y permitir el paso de excedentes por encima

de la cresta.

= 0 + 0 + + 0.20

Dnde:

C0= cota del lecho del rio aguas arriba del barraje.

h0=altura del umbral del vertedero de captacin. Se recomienda que sea

mayor de 0.60 m.

h= altura de la ventana de captacin, asumiendo que trabaja como

vertedero.

3.1.2. Longitud del barrajeLa longitud del barraje debe conservar las mismas condiciones naturales delcauce, con el objeto de no causar modificaciones en su rgimen. La longituddel barraje debe conservar las mismas condiciones naturales del cauce, con elobjeto de no causar modificaciones en su rgimen.Se usaran las siguientesformulas:Blench:

= 1.81

Altunin

= 1/2

1/2Petit

= 2.451/2

Donde:B=ancho de encausamientoQ= caudal mximo de diseoFb = Factor de fondoFS = Factor de orillaa= parmetro que caracteriza el cauceS= pendiente del ro

3.2 Ventana de CaptacinSus dimensiones son calculadas en funcin del caudal a derivar y de lascondiciones econmicas ms aconsejables.

. = 3/2

Dnde:h0 = altura para evitar ingreso de material de arrastre; se recomienda 0.60 m.como mnimo. Otros recomiendan ho > H/3, aunque es obvio que cuantomayor sea ho menor ser el ingreso de material slido.h= altura de la ventana de captacin; es preferible su determinacin por lafrmula de vertedero.Qdis.= caudal a derivar.c= coeficiente de vertedero. (Para este caso c=1.84)L= longitud de ventana.

3.3. Dimensionamiento del colchn de Amortiguamiento.3.3.1. Calculo del tirante al pie del barraje (d1)

Aplicando la ecuacin de la energa entre (0) y (1)

+ +02

2= 1 +

12

2+ (01) . . (1)

Pero:

=3

2

2; 0 =

; (= )

1 =

1 . . 2

De la ecuacin (1) despejamos d1

1 = + +(0

2 12)

2 01 ; : 01 = 0.1

02

2

1 = + +(0.90

2 12)

2 . ()

Dnde:T= ancho del rioQr =caudal de descarga por el barrajeV1= velocidad en el punto (1) V0= velocidad en el punto (0)P= altura del barraje d1 = tirante al pie del taludhf = perdida de carga entre (0) y (1)Para el clculo del tirante en el punto (1), asumimos un valor d1 y lo reemplazamos enla ecuacin (2), y con esto calculamos V1, el valor obtenido V1 en la ecuacin (2),reemplazamos en la ecuacin (*), y calculamos d1.Si d1 en la ecuacin (*) es igual al d1 asumido, entonces se habr dado solucin alproblema.

3.3.2 Calculo del tirante conjugado d2Del mismo modo, aplicando la ecuacin de la energa entre (1) y (2), se obtiene eltirante en el punto (2). Dnde:

2 =12+

12

4+21

2

1

1/2

Clculo de la longitud del colchn disipador (LD) Conocidos los tirantes conjugados (d1 y d2) es posible calcular la longitud necesariapara que se produzca el salto hidrulico. Existen varias frmulas empricas yexperimentales que se dan a continuacin, y que por lo general dan valores un pococonservadores pero que orientan para la toma de decisiones en el diseo final.

= 5(2 1) = 61 1

Siendo:

1 =1

1

L= 4d2De estos tres valores se elige el mayor.

3.4 Dimensionamiento del limitador de Gasto (Aliviadero)

. =4

15

3/2 2

Dnde:La =longitud del aliviadero.Q=caudal evacuado.c=coeficiente de descarga (c=0.50)h=diferencia de niveles en el aliviadero

Bibliografa

Coleccin del ingeniero Civil, libro 14: Irrigacin, Cesar Arturo RosellCaldern.

Diseo de bocatoma, Ing. Alfredo Mansen Valderrama.