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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTINFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CUARTA PRÁCTICA DOMICILIARIA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
Ciclo 2015-I
PROBLEMA. Diseñar el sistema de desagüe para el área mostrada en la figura arriba de las intersecciones de la Av. Los Robles y Av. Los Laureles. Las manzanas son de 120 m x 110 m y las calles son de 12 m de ancho. El área es ocupada por residencias unifamiliares con una densidad promedio de 90 hab/Ha. Asuma un flujo sanitario promedio 250 l/h/d. y una infiltración de 9600 l/Ha/d. Use un diámetro mínimo de 8” y 1.20 de profundidad mínima de la parte superior de la tubería de desagüe. Asuma que una planta industrial al norte de la calle Los Pinos descarga un máximo de 85 l/s al desagüe (incluido infiltración), de la Av. Los Laureles.
Desde que el área es residencial, las máximas descargas del flujo sanitario pueden ser tomadas como el 225% de la descarga promedio. Los buzones deberán ser colocados en todas las intersecciones. Considerar tuberías de PVC (n=0.010).
Solución:
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a) Cálculo del Caudal de distribución en Marcha COLECTOR LOS PINOS
A=3 (120+12 ) (55+12 )=265332m=2.653Ha
LC=3 x132=396m
Población=(90 ) (2.653 )=239Hab
qm=qs+q i ; q i'=9600 l /Ha /d
qs=2.25qu=2.25Q p
L
qs=2.25 x Pob x ¿̇86400 L
=2.25x 239 x25086400 x396
=0.004 l /s /m¿
q i=9600 x2.65386400x 396
=0.0007 l / s /m
qm=0.004+0.0007=0.0047 l /s /m
COLECTOR LOS GERANIOS
A=3 (120+12 ) (110+12 )=48312m=4.831Ha
LC=3 x132=396m
Pob lacion=(90 ) ( 4.831 )=435Hab
qm=qs+q i ; q i'=9600 l /Ha /d
qs=2.25qu=2.25Q p
L
qs=2.25 x Pob x ¿̇86400 L
=2.25x 435 x 25086400 x396
=0.0072 l /s /m¿
q i=9600 x4.83186400 x396
=0.0014 l /s /m
qm=0.0072+0.0014=0.0086 l /s /m
COLECTOR LOS ROBLES
A=3 (120+12 ) (110+12 )=48312m=4.831Ha
LC=3 x132=396m
Poblacion=(90 ) ( 4.831 )=435Hab
qm=qs+q i ; q i'=9600 l /Ha /d
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qs=2.25qu=2.25Q p
L
qs=2.25 x Pob x ¿̇86400 L
=2.25x 435 x 25086400 x396
=0.0072 l /s /m¿
q i=9600 x4.83186400 x396
=0.0014 l /s /m
qm=0.0072+0.0014=0.0086 l /s /m
EMISOR LOS LAURELES
→Se procedea calcular solo caudal de Infiltración
A=3 (110+12 ) (12 )=0.439Ha
LC=3 x (110+12)=366m
Poblacion=(90 ) ( 4.831 )=435Hab
q i=9600 x0.43986400 x366
=0.0001 l /s /m
qm=0.0001 l /s /m
Resumen:
Colector Los Pinos:
qm=0.0047 l / s /m
Colector Los Geranios:
qm=0.0086 l / s /m
Colector Los Robles:
qm=0.0086 l / s /m
Colector Los Laureles:
qm=0.0001 l /s /m
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COLECTOR
TRAMO BUZON
CALLE
LONGITUDDEL
TRAMO
COLECTOR CONTRIBUYENTE GASTOS l/s
Empalme
Cota de Terrenom.s.n.m
AGUASARRIB
A
AGUAS
ABAJO
DESCRIPCION CONTRIBUCIONAguasArriba
En elTramo
AguasAbajo
AguasArriba
AguasAbajo
44-3 9 10 Los
Robles132 0 1.135 1,135 86.00 84.86
4-2 10 11 Los Robles
132 1.135 1.135 2.270 84.86 83.20
4-1 11 12 Los Robles
132 2.270 1.135 3.405 1-1 83.20 82.80
33-3 5 6 Los
Geranios132 0 1.135 1,135 87.10 86.24
3-2 6 7 LosGeranios
132 1.135 1.135 2.270 86.24 84.52
3-1 7 8 LosGeranios
132 2.270 1.135 3.405 1-2 84.52 83.60
22-3 1 3 Los
Pinos132 0 0.620 0.620 89.20 87.27
2-2 3 2 LosPinos
132 0.620 0.620 1.240 87.27 88.47
2-1 2 4 LosPinos
132 1.240 0.620 1.860 1-3 88.47 84.36
11-3 4 8 Los
Laureles122 2-1+
Industrial86.860 86.860 0.012 86.872 84.36 83.60
1-2 8 12 LosLaureles
122 3-1 3.405 90.277 0.012 90.289 83.60 82.80
1-1 12 13 LosLaureles
122 4-1 3.405 93.694 0.012 93.706 82.80 81.86
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Dónde:
Sentido del Flujo del Agua
Sentido de la topografia
COLECTOR 4
TRAMO 4 - 3:
S=0.01=dl
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d=0.01x 132=1.32m.
Hb10=1.20−1.14+1.32Hb10=1.38m.
YD
=0.5→qQ
=0.5→Q=1.1350.5
=2.27ls=0.00227
m3
s.
Pendiente mínima:
S=1%
Q= A R2 /3S1/2
n=π D
8 /3S1/2
45 /3n→D=( 45 /3nQ
π S1/2 )3/8
Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.
D=( 45/3 x 0.010 x0.00227πx 0.011/2 )
3 /8
=0.067m=2.64} ¿
→D=8} ¿
Q= π x0.2038 /3 x 0.011/2
45/3 x 0.010=44.36 l /s .
V= 4Q
π D2= 4 x0.04436
π 0.2032=1.37m /s .
YD
=0.13
=1.13544.36
=0.03vV
=0.48
Y=0.13x 0.203=0.026m.
v=0.48 x1.37=0.66m / s .
TRAMO 4 - 2:
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h=84.86−83.20
h=1.66m.
H=−1.38+1.66
H=0.28m.
d=0.01x 132−H
d=0.01x 132−0.28
d=1.04m.
→Comolaalturaminima tiene que ser 1.20m. por reglamento
→Debenosquecambiar la pendiente
Para: d=1.20m.
S=d+Hl
=1.20+0.28132
=1.12 %
S=1.12%
Hb11=1.20m .
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CALCULO CON LA NUEVA PENDIENTE:
S=1.12%
YD
=0.5→qQ
=0.5→Q=2.2700.5
=4.540 l /s
Q= A R2 /3S1/2
n=π D
8 /3S1/2
45 /3n→D=( 45 /3nQ
π S1/2 )3/8
Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.
D=( 45/3 x 0.010 x0.004540πx0.01121/2 )
3/8
=0.085m=3.35} ¿
→D=8 ¿
Q= π x0.2038 /3 x 0.01121 /2
45 /3 x0.010=46.95 l /s .
V= 4Q
π D2= 4 x0.04695
π 0.2032=1.45m / s .
YD
=0.17
=2.27046.95
=0.048vV
=0.53
Y=0.17 x0.203=0.035m.
v=0.53 x1.45=0.77m /s .
TRAMO 4 - 1:
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S=0.008=dl
d=0.008x 132=1.06m .
Hb12=1.06+0.8Hb12=1.86m.
YD
=0.5→qQ
=0.5→Q=3.4050.5
=6.810l /s
Por haber pasado los 300m:
S=0.8 %
Q= A R2 /3S1/2
n=π D
8 /3S1/2
45 /3n→D=( 45 /3nQ
π S1/2 )3/8
Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.
D=( 45/3 x 0.010 x0.006810πx 0.0081/2 )
3/8
=0.105m=4.13} ¿
→D=8 ¿
Q= π x0.2038 /3 x 0.0081/2
45/3 x 0.010=39.68l / s .
V= 4Q
π D2= 4 x0.03968
π 0.2032=1.23m / s .
YD
=0.22
=3.40539.68
=0.086vV
=0.63
Y=0.22x 0.203=0.045m.
COLECTOR 3:
TRAMO 3 - 3:
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S=0.01=dl
d=0.01x 132=1.32m.
Hb6=1.32+0.34Hb6=1.66m .
YD
=0.5→qQ
=0.5→Q=1.1350.5
=2.27ls=0.00227
m3
s.
Pendiente mínima:
S=1%
Q= A R2 /3S1/2
n=π D
8 /3S1/2
45 /3n→D=( 45 /3nQ
π S1/2 )3/8
Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.
D=( 45/3 x 0.010 x0.00227πx 0.011/2 )
3 /8
=0.067m=2.64} ¿
→D=8} ¿
Q= π x0.2038 /3 x 0.011/2
45/3 x 0.010=44.36 l /s .
V= 4Q
π D2= 4 x0.04436
π 0.2032=1.37m /s .
YD
=0.13
TRAMO 3 - 2:
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S=0.01=d+0.06l
d=0.01x 152−0.06
d=1.26m.
Hb7=d
Hb7=1.26m
YD
=0.5→qQ
=0.5→Q=2.2700.5
=4.54 0 l / s
Pendiente mínima:
S=1%
Q= A R2 /3S1/2
n=π D
8 /3S1/2
45 /3n→D=( 45 /3nQ
π S1/2 )3/8
Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.
D=( 45/3 x 0.010 x0.00454πx 0.011 /2 )
3 /8
=0.086m=3.39} ¿
→D=8 ¿
Q= π x0.2038 /3 x 0.011/2
45/3 x 0.010=44.36 l /s .
V= 4Q
π D2= 4 x0.04436
π 0.2032=1.37m /s .
YD
=0.16
=2.27044.36
=0.05vV
=0.52
Y=0.16 x0.203=0.032m.
v=0.52 x1.37=0.71m /s .
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TRAMO 3 - 1:
S=0.008=dl
d=0.008x 132=1.06m .
Hb8=1.06+0.34Hb8=1.40m .
YD
=0.5→qQ
=0.5→Q=3.4050.5
=6.810l /s
Por haber pasado los 300m:
S=0.8 %
Q= A R2 /3S1/2
n=π D
8 /3S1/2
45 /3n→D=( 45 /3nQ
π S1/2 )3/8
Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.
D=( 45/3 x 0.010 x0.006810πx 0.0081/2 )
3/8
=0.105m=4.13} ¿
→D=8 ¿
Q= π x0.2038 /3 x 0.0081/2
45/3 x 0.010=39.68l / s .
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V= 4Q
π D2= 4 x0.03968
π 0.2032=1.23m / s .
YD
=0.22
=3.40539.68
=0.086vV
=0.63
Y=0.22x 0.203=0.045m.
v=0.63 x1.23=0.77m /s .
COLESCTOR 2:
TRAMO 2 - 3:
S=0.01=d+0.73l
d=0.01x 132−0.73
d=0.59m.
→Comolaalturaminima tiene que ser 1.20m. por reglamento
→Encontramosuna pendiente (s )nueva, conciderandod=1.20m
Para: d=1.20m.
S=d+Hl
=1.20+0.73132
=1.46 %
S=1.46 %
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Hb3=1.20m .
YD
=0.5→qQ
=0.5→Q=0.6200.5
=1.240 l /s
CALCULO CON LA NUEVA PENDIENTE:
S=1.46 %
Q= A R2 /3S1/2
n=π D
8 /3S1/2
45 /3n→D=( 45 /3nQ
π S1/2 )3/8
Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.
D=( 45/3 x 0.010 x0.001240πx 0.01461 /2 )
3/8
=0.049m=1.93} ¿
→D=8 ¿
Q= π x0.2038 /3 x 0.01461/2
45/3 x 0.010=53.61l / s .
V= 4Q
π D2= 4 x0.05361
π 0.2032=1.66m / s .
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YD
=0.08
=0.62053.61
=0.012vV
=0.34
Y=0.08x 0.203=0.016m.
v=0.34 x 1.66=0.56m /s .
TRAMO 2 - 2:
S=0.01=dl
d=0.01x 132=1.32m.
Hb4=1.20+1.20+1.32Hb4=3.72m .
YD
=0.5→qQ
=0.5→Q=1.2400.5
=2.480l /s
Pendiente mínima:
S=1%
Q= A R2 /3S1/2
n=π D
8 /3S1/2
45 /3n→D=( 45 /3nQ
π S1/2 )3/8
Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.
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D=( 45/3 x 0.010 x0.00480πx 0.011/2 )
3/8
=0.069m=2.71} ¿
→D=8} ¿
Q= π x0.2038 /3 x 0.011/2
45/3 x 0.010=44.36 l /s .
V= 4Q
π D2= 4 x0.04436
π 0.2032=1.37m /s .
YD
=0.11
=1.24044.36
=0.028vV
=0.42
Y=0.11 x0.203=0.022m.
v=0.42 x1.37=0.58m /s .
TRAMO 2 - 1:
S=0.008=d+0.39l
d=0.008x 132−0.39
d=0.67m.
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→Comolaalturaminima tiene que ser 1.20m. por reglamento
→Encontramosuna pendiente (s )nueva , conciderandod=1.20m
Para: d=1.20m.
S=d+Hl
=1.20+0.59132
=1.20 %
S=1.20%
Hb5=1.20m .
YD
=0.5→qQ
=0.5→Q=1.8600.5
=3.720l /s
Por haber pasado los 300m:
S=0.8 %
Q= A R2 /3S1/2
n=π D
8 /3S1/2
45 /3n→D=( 45 /3nQ
π S1/2 )3/8
Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.
D=( 45/3 x 0.010 x0.003720πx 0.0121/2 )
3/8
=0.077m=3.03} ¿
→D=8 ¿
Q= π x0.2038 /3 x 0.0121/2
45/3 x 0.010=48.60 l /s .
V= 4Q
π D2= 4 x0.0486
π 0.2032=1.50m /s .
YD
=0.13
CALCULO PARA EL EMISOR:
TRAMO 1 - 3:
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S=0.96122
=0.79 %
Según Reglamento la relación YD
=0.75 ; para el casode emisores .
YD
=0.75→qQ
=0.925→Q=86.8720.925
=93.916 l /s
Q= A R2 /3S1/2
n=π D
8 /3S1/2
45 /3n→D=( 45 /3nQ
π S1/2 )3/8
Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.
D=( 453 x 0.010x 0.0939160
πx0.00791 /2 )3/8
=0.281m=11.07} ¿
→D=12} =0.3048 m ¿
Q= π x0.30488 /3 x 0.00791/2
45/3 x 0.010=116.57 l /s .
V= 4Q
π D2= 4 x0.11657
π 0.30482=1.59m /s .
YD
=0.65
=86.872116.57
=0.75vV
=1.10
TRAMO 1 - 2:
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S=1.26122
=1.03 %
Según Reglamento la relación YD
=0.75 ; para el casode emisores .
YD
=0.75→qQ
=0.925→Q=90.2890.925
=97. 610 l /s
Q= A R2 /3S1/2
n=π D
8 /3S1/2
45 /3n→D=( 45 /3nQ
π S1/2 )3/8
Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.
D=( 45/3 x 0.010 x0.097610πx 0.01031/2 )
3/8
=0.271m=10.67} ¿
→D=12} =0.3048 m ¿
Q= π x0.30488 /3 x 0.01031/2
45/3 x 0.010=133.10l / s .
V= 4Q
π D2= 4 x0.13310
π 0.30482=1.82m / s .
YD
=0.60
Y=0.60x 0.3048=0.18m.
TRAMO 1 - 1:
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S=0.01=dl
d=0.01x 122=1.22m.
Hb13=1.22+0.92Hb13=2.14m .
Según Reglamento la relación YD
=0.75 ; para el casode emisores .
YD
=0.75→qQ
=0.925→Q=93.7060.925
=100.30 l /s
Q= A R2 /3S1/2
n=π D
8 /3S1/2
45 /3n→D=( 45 /3nQ
π S1/2 )3/8
Considerando: 1 pulg .=2.54 cm.
D=( 453 x 0.010x 0.10030
πx0.011 /2 )3/8
=0.276m=10.87} ¿
→D=12} =0.3048 m ¿
Q= π x0.30488 /3 x 0.011/2
45/3 x 0.010=131.15 l / s .
V= 4Q
π D2= 4 x0.13115
π 0.30482=1.80m /s .
YD
=0.62
=93.706131.15
=0.71vV
=1.09
Y=0.62x 0.3048=0.19m.
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ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
v=1.09 x1.80=1.96m /s .
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTINFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA
ESCUELA ACADEMICA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Tramo
Límite mínimoProfund.
buzón
Cota delColector Desnivel
DelColector
Pendiente%
∅
Pulg.
Gasto a sección
Llenal/s
Velocidada Sección
Llenal/s
Cota delColector
ElementosHidráulicos
Y V
AguasArriba
AguasAbajo
AguasArriba
AguasAbajo
Buzón aguas abajo
qQT
YD
vV T
4-3 1.20 1.38 84.80 83.48 1.32 0.0100 8 44.36 1.37 0.0300 0.13 0.48 0.026 0.664-2 1.38 1.20 83.48 83.28 1.20 0.0120 8 46.95 1.45 0.0048 0.17 0.53 0.035 0.774-1 1.20 1.86 83.28 82.22 1.06 0.0080 8 39.68 1.23 0.0860 0.22 0.63 0.045 0.773-3 1.20 1.66 85.90 84.58 1.32 0.0100 8 44.36 1.37 0.0300 0.13 0.48 0.026 0.663-2 1.66 1.26 84.58 83.32 1.26 0.0100 8 44.36 1.37 0.0500 0.16 0.52 0.032 0.713-1 1.26 1.40 83.32 82.26 1.06 0.0080 8 39.68 1.23 0.0860 0.22 0.63 0.045 0.772-3 1.20 1.20 88.00 87.41 0.59 0.0146 8 53.61 1.66 0.0120 0.08 0.34 0.016 0.562-2 1.20 3.72 87.41 86.09 1.32 0.0100 8 44.36 1.37 0.028 0.11 0.42 0.022 0.582-1 3.72 1.20 86.09 84.89 1.20 0.0120 8 48.60 1.50 0.038 0.13 0.48 0.026 0.721-3 1.20 1.40 83.26 82.82 0.44 0.0079 12 116.57 1.59 0.75 0.65 1.10 0.200 1.751-2 1.40 1.86 82.82 81.56 1.26 0.0103 12 133.10 1.82 0.68 0.60 1.08 0.180 1.971-1 1.86 2.14 81.56 80.64 0.92 0.0100 12 131.15 1.80 0.71 0.62 1.09 0.19 1.96
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