presentación para el diseño de una obra de toma

8/16/2019 presentación para el diseño de una obra de toma

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ANTECEDENTES.

En la actualidad el Estado Plurinacional de Boliviadentro de la Agenda 2025, procura ampliar lafrontera agrícola, en este sentido se crean losprograma Mi Agua I – II y III el programa Mi iego,sin em!argo diversos son los pro!lemas "ue seatraviesa en temas relacionados al dise#o,construcci$n, empla%amiento, la gradaci$n ydegradaci$n, &na toma convencional instalada enun rio de llanura a lo largo de su vida 'til tiene unaalta posi!ilidad de generar un des!orde de!ido a"ue se (ace un cam!io en el curso del cauce esto

no necesariamente implica "ue la o!ra este maldise#ada o "ue fuere mal operada simplemente elrío reacciona conforme al cam!io "ue se reali%$)


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Objetivos Objetivo General

El o!*etivo principal del presente proyecto es con dise#ar una o!ra de toma tipo

convencional en todos sus componentes)+oadyuvar a me*orar las condiciones de vida de los agricultores de Alto Patacamaya)Objetivos específcos

e pretende (acer una referencia de las siguientes consideraciones de dise#o) •

&!icaci$n• .evantamiento topogr/ co• Estudio de suelos• Estudio geol$gico• Estudio am!iental• 1idrología y eot3cnica•

4ise#o de la !oca toma• 4ise#o del a%ud o !arra*e *o y m$vil• 4ise#o del colc($n amortiguador• 4ise#o de los dentellones• 4ise#o de los muros de encauce


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Alcance del proyecto

El alcance del proyecto est/ de nido solo a la o!ra de toma ensu integridad por una simple ra%$n actualmente si revisamosla !i!liografía acional no se tiene un li!ro "ue incluya todoslos componentes de la toma por lo "ue en los proyectistas se(an generado inferencias so!re algunos componentes de lao!ra "ue en algunas ocasiones (an generado o la de cienciaen la captaci$n o en el funcionamiento)


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Análisis de Alternativas4entro del an/lisis de alternativas se consideraron principalmente el tipode toma y el tipo material de los canales de conducci$n y distri!uci$n)

• Alternativa ! +onstruir una o!ra de captaci$n en el lec(o del rio 6(eto,tipo A%ud derivador de 17+7 con o!ras de protecci$n tam!i3n de 17+7 "uea la ve% se aprovec(en para encausar el agua adem/s de su desarenador)&na o!ra de conducci$n mediante un canal a!ierto de 17+7 acontinuaci$n un canal cerrado con tu!ería P8+ (asta llegar a las parcelasde riego, donde se construir/n c/maras de distri!uci$n con compuertas dederivaci$n para la distri!uci$n de agua (acia las parcelas de riego,adem/s de un c/rcamo de !om!eo para poder utili%ar el tan"ue dealmacenamiento ya e9istente y así tam!i3n poder regar la super cie delaladera)

• Alternativa "! +onstruir una o!ra de captaci$n en el !orde del rio 6(eto,tipo toma directa o lateral de 17+7 con o!ras de protecci$n con gaviones"ue a la ve% se aprovec(en para encausar el agua, con un desarenador yun línea de aducci$n de 1:+:) &n canal cerrado ;


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#$stifcaci%n .a *usti caci$n del proyecto est/ !asado en el 3nfasis"ue se tiene en el /rea de infraestructura (idr/ulicapara riego y>o agua pota!le a n de presentar a losproyectistas, constructores un documento "ue recopilael dise#o de diferentes componentes de la toma y susrespectivas consideraciones)

.a forma inadecuada de aprovec(amiento del aguapara la producci$n agrícola es la principal limitante enlas actividades productivas de las familias campesinasde Alto Patacamaya) i !ien se tiene un sistema deriego rustico? la captaci$n, la red de conducci$n ydistri!uci$n de agua desde la fuente (asta las parcelasson ine cientes ;de @0 ? 55 ? 50 respectivamente=)


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Consideraciones previas al dise&o 'bicaci%n

Es de suma importancia la u!icaci$n de la !ocatoma enel cauce del rio, para lo "ue se recomienda "ue el sitioelegido re'na por lo menos las siguientes+ondiciones• .a direcci$n a ruta del Cu*o de agua de!e ser lo m/sesta!ili%ada o de nida)• .a captaci$n del agua a ser derivada de!e ser posi!le

aun en tiempo de estia*e)•

.a entrada de sedimentos (acia el caudal dederivaci$n de!e ser limitado en el m/9imo posi!le)


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Digura &!icaci$n de la toma en tramos curvos


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Topo(ra)ía

e reali%aran los siguientes tra!a*os topogr/ cosa= .evantamiento en planta del cruce del rio, entre 500 ma 000 m? tanto aguas arri!a como agua a!a*o del e*e del!arra*e)!= .evantamiento locali%ado de la %ona de u!icaci$n de la

!ocatoma, se recomienda un /rea de 00 m por 00 m)como mínimo, la escala no de!e ser menor de 500)c= Per l longitudinal del rio, por lo menos F00 m) tantoaguas arri!a como aguas a!a*o dele*e del !arra*e? laescala recomendada es 1G 2000 y vG 200)d= ecciones transversales del cauce del rio a cada 50 m)en un tramo comprendido 000 m) aguas arri!a y500 m)aguas a!a*o del e*e de !arra*e? la escala variara entre

00 y 200)


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*n)or+aci%n ,idrol%(ica Geot-cnica

Es de suma importancia conocer el comportamiento (idrol$gico

del rio, ya "ue esto permitir/ garanti%ar el caudal a derivar yasí como de nir el dimensionamiento de los elementosconformantes de la !ocatoma) Entre los datos a o!tener sona= +audal de dise#o para una avenida m/9ima)!= +audales medios y mínimos)

c= +urva de caudal versus tirante en la %ona del !arra*e)uestra cuenca de estudio alcan%a casi los 000 Hm2, estoimpide para nes del proyecto reali%ar un estudio típico sinem!argo se (a recurrido a estrategias m/s acertadas para unacuenca de seme*ante tama#o, en las pro9imidades de la o!ra

de toma e9iste una o!ra similar en la "ue se anotan las marcas(ist$ricas de*adas, de esta manera estimar el caudal deavenida y las consultas "ue se (ace a la comunidad pararecurrir a los m3todos (ist$ricos)


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*n)or+aci%n Geot-cnica

Es importante conocer las condiciones geot3cnicas ya "ue su

conocimiento permitir/ dimensionar con mayor seguridad laestructura? se recomienda la o!tenci$n de los siguientes datoscomo resultado de los estudios geot3cnicosa= +urva de graduaci$n del material conformante del lec(o del rio)!= ecci$n transversal "ue muestre la geología de la %ona deu!icaci$n de la !ocatoma)c= +oe ciente de permea!ilidad)d= +apacidad portante)e= esultados so!re ensayos de (incado de pilotes o ta!la, estacas)f= +antidad de sedimento "ue transporta el rio)Es importante reconocer "ue este tipo de o!ra de toma esrecomenda!le para ríos de llanura cuyo cauce ya se encuentrede nido y dependiendo del anc(o del cauce y los par/metros costo!ene cio podr/ optarse por este tipo de tomas)


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elaci%n del barraje /a0$d y1o co+p$ertas2

i un !arra*e *o es construido a lo largo de la longitud delcauce y no genera pro!lema durante la 3poca de avenida, lalongitud del !arra*e vertedero es limitado por el anc(o delcanal de limpie%a gruesa)En cam!io si el !arra*e *o causa pro!lemas durante la 3pocade avenida, aumentando el nivel de las agua, en especialaguas arri!a del !arra*e *o, entonces, ser/ necesarioaumentar un !arra*e m$vil para controlar el aumento del nivelde agua sin causar pro!lemas de inundaci$n)Digura 2 4istri!uci$n de !arra*e


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El criterio para determinar la longitud de !arra*e vertedero *o;.f= y la longitud m$vil ;.m= es "ue sus longitudes de!enpermitir pasar caudales m ;+audal por Jona M$vil= y f;+audal por Jona *a= "ue, sumados den el caudal de dise#oes decir

m K f G d ; F)2 =+oncluyendo, el costo es el "ue prima en relaci$n entre un!arra*e *o y m$vil, ya "ue (a!ría "ue comparar el gasto "ueocasiona el efecto del remanso (acia aguas arri!a de la presaversus la construcci$n de vertedero muy corto? en casocontrario, ser/ necesario aumentar la longitud del !arra*e, locual causaría una altura menor en la so!re elevaci$n de nivelde agua "ue ocasiona el remanso)


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E)ecto de re+anso3-todo del 4aso Directo.

A continuaci$n se presentan los criterios para el c/lculo del remansousando el m3todo del paso directo)DI & A F .L EA 4E E E LA

G ;; n 9 => ;A 9 2>F==2 ; F) F = 2 G ;; n 9 => ;A2 9 22>F==2 ; F) N =


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3-todo Apro5i+ado.El m3todo apro9imado da con !astante precisi$n la longitudtotal ; = del remanso y permite tener una idea del efecto delremans$ (acia aguas arri!a).a longitud . se calcula mediante la siguiente formula

. G 2 9 (> Io4$nde( o!re elevaci$n del tirante normal ;dn= 8er gura N

Io Pendiente del fondo del rio)DI & A N +& 8A 4E EMA O


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6arraje vertedero o a0$d

El !arra*e es una estructura levantada en el cauce del rio con lanalidad de retener el agua, produciendo la elevaci$n de su nivel

(asta una altura "ue nos asegure una captaci$n permanente)

) Barra*e Di*o Es una estructura s$lida empla%ada a todo loanc(o del cauce por tal motivo la curva de remanso "ue seproduce aguas arri!a del !arra*e no puede ser alterada originando

una colmataci$n de solidos "ue puede traer la inutili%aci$n de latoma o el ingreso de a!undante material solido a trav3s de laventana de captaci$n)2) Barra*e M$vil +onsiste en un sistema de compuertas situadas atodo lo anc(o del cauce del rio y "ue a su ve% regulan el Cu*o deaguas) 4esde el punto de vista (idr/ulico se recomienda cuando elrio presenta un periodo de crecidas con caudales muy altos)F) Barra*e Mi9to +onstituye la com!inaci$n de los dos anterioresformado en parte por una estructura *a y el resto por un sistemade compuertas "ue se aprovec(an para usarlo como un canal delimpia del material solido acumulado)


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Alt$ra del barraje

.a altura del !arra*e vertedero est/ orientada a elevar omantener un nivel de agua en el rio, de modo tal "ue, se pueda

derivar un caudal (acia el canal principal o canal de derivaci$n)


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Digura @ Per l te$rico de !arra*es *os

e).! Dise&o de 6ocato+as /Al)redo 3ansen8alderra+a2


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Dise&o del Colc,%n disipadorF)S) +/lculo de la su! presi$n.a su! – presi$n es el empu*e (acia arri!a del agua) .asunidades son de presi$n, por e*emplo m 2 ) El empu*e es elpeso de una columna de agua de altura igual a la "ue (ayentre el plano en el "ue calculas el empu*e y la l/mina li!re deagua o altura del nivel fre/tico)Espesor del colc($n disipadorPara resistir el efecto de la su! presi$n es recomenda!le "ueel colc($n disipador tenga un espesor "ue soporte el empu*e"ue ocasiona la su! – presi$n) ;8er gura S=)Digura S 4iagrama de su! presiones


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9loraderos

umero de lloradores verticales en colc($n)Para disminuir el efecto de la su! –presi$n, se construyenlloraderas verticales alrededor del colc($n amortiguador)+uadro F)N) .loradores verticales en colc(ones)

Para determinar la e"uidistancia entre lloradores, serecomienda la siguiente formula ; F)22 =

9 N: DE D ENES 4O 9ADO/99O ADO ES2

.;

".<

=.;

>.;

;.;

2

F

N

5

@


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Enrocado de protecci%n

Al nal del colc($n disipador es necesario colocar unaescollera o enrocado ;rip rap= con el n de reducir el efectoerosivo y contra restar el arrastre del material no por acci$nde la ltraci$n ;ver gura T=)Digura T Planta y secci$n de un toma tipo a%ud derivador

.s G 0)@ +4 >2 ; ) 2;"4!>4 = >2 – =; F)2@ =


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+&A4 O F)5 +OEDI+IE


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7*G' A ? TA3A@O DE A34EADO

.a curva proporciona el tama#o mínimo de la piedra,necesario para resistir el movimiento)El %ampeado de!e componerse de una me%cla !iengraduada, pero la mayoría de las rocas de!er/ ser de tama#oindicado por la curva) El %ampeado de!er/ colocarse so!reuna capa graduada, con un espesor de )5 veces ;o m/s= eltama#o de la dimensi$n mayor de las rocas)


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Control de fltraci%n análisis del +-todo de 9ane

El agua "ue se despla%a por de!a*o de la presa vertederocausa arrastre de material no creando el fen$meno de

tu!i cacion este pro!lema se agrava cuando el terreno espermea!le)El ingeniero Blig( estudio este fen$meno con presasconstruidas en la india, recomendando "ue el camino "uerecorre el agua por de!a*o del !arra*e vertedero ;camino de

percolaci$n= de!e ser mayor e igual "ue la carga disponi!leentre los e9tremos aguas arri!a y aguas a!a*o del !arra*evertedero afectado por un coe ciente, es decir V +) W( ;F)2S =4$nde

+amino de percolaci$n)+ +oe ciente de Blig()W( 4iferencia de nivel entre el nivel de aguas arri!a y aguasa!a*o del !arra*e vertedero ;ver gura 0=)


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Digura 0 Dlu*o de la cavitaci$n

.ane planteo la siguiente e9presi$n G >F X.1 K X . 8 Y + . W(; F)2T=

4$nde

. 1 , . 8 uma de longitudes (ori%ontales y verticalesrespectivamente, "ue tenga la secci$n de la presa )+ . +oe ciente de .ane) ;ver ta!la F)5=)


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Es por este criterio "ue se !usca alargar el camino de percolaci$n de un dentell$naguas arri!a y aguas a!a*o, manteniendo siempre una separaci$n entre ellos, "uede!en ser mayores "ue el do!le de la profundidad del dentell$n m/s profundo)

con el n de alargar el camino de percolaci$n así como darmayor resistencia al despla%amiento y prevenir efectos deerosi$n, en especial en 3pocas de avenidas) .a longitudrecomendada por la e9periencia es tres veces la carga so!rela cresta)

Digura 4etalles para la secci$n típica a%ud derivador


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Dise&o de dentellones

.as causas de la erosi$n son las siguientes) la corriente tiene una alta capacidad de arrastre de

sedimentos de!ido a su gran energía y desarrolladatur!ulencia como tam!i3n por (a!er depositado aguas arri!adel a%ud !uena parte de los sedimentos "ue lleva!a)2) El paso del agua de la secci$n lisa del %ampeado al caucenatural con una rugosidad muc(o mayor, produce remolinosespecialmente cerca de las orillas, "ue remueven el materialdel fondo).a profundidad de este dentell$n de!e ser mayor "ue laprofundidad de la socavaci$n producida por la erosi$n)la erosi$n puede ser calculada con la f$rmula de M) )8ysgo; ZNS= seg'n la cual

UNKdo G ; F)2Z =


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iendoJ G diferencia de cota entre la super cies de agua arri!a y a!a*o del a%ud)

G el caudal por unidad de anc(oH G un coe ciente "ue es funci$n de la longitud . del %ampeado despu3sdel resalto y el calado normal d n y est/ dado en la ta!la siguiente)+&A4 O F)@ +OEDI+IE n

; F)F =8 la velocidad admisi!le m/9ima para los materiales "ue forman elcauce y G adio (idr/ulicoEl valor de n para cauces de arena, lodos y grava es igual an G 2 K con un m/9imo de n G @Para cauces de canto rodadon G 2,5 – 0)5 con un m/9imo de n G 5


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Dise&o de la boca to+a

8entana de Captaci%n.

Para dimensionar la ventana de captaci$n se de!e tomar encuenta las siguientes recomendaciones)1o altura para evitar ingreso de material de arrastre? serecomienda 0)@0 m) como mínimo) Otros recomiendan (o Y 1>F, aun"ue es o!vio "ue cuandomayor sea o menor ser/ el Ingreso de caudal s$lido)1 altura de la ventana de captaci$n? es preferi!le sudeterminaci$n por la f$rmula de 8ertedero) G c).)( F>2 ; F)F2 =

caudal a derivar m/s caudal necesario para operaci$n del

sistema de purga)+ coe ciente de vertedero, en este caso )TN). longitud de ventana "ue por lo general se asume entre F yN m)


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Digura 2 4etalle ventana de captaci$n

Cá+ara de decantaci%n o Desripiadora esta estructura "ue reali%a la decantaci$n y a"uietamientodel agua antes "ue este ingrese a la %ona de compuertas deregulaci$n, se le conoce como c/mara de carga, c/mara dedecantaci$n a desripiador


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Digura F 4esgra!ador o 4esripiador

pero es pr/ctica com'n darle un anc(o de )5 m) a la compuerta)

Compuerta de regulación

on a"uellas compuertas "ue regulan el ingreso del caudalde derivaci$n (acia el canal principal ;ver gura N=) Por logeneral se recomienda "ue el /rea total de las compuertassea igual al /rea del canal conducto aguas a!a*o)Asimismo se recomienda "ue la velocidad de dise#o sea de2)0 a 2)5 m>s)


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7*G' A > DETA99E ESA9TO B*D '9*CO EST 'CT' A DE D*S*4AC* N

El caudal "ue pasa por cada compuerta se calcula mediante lasiguiente formula

G +)A);2g(= >2 G +)A)8) ;F)FF =4$nde

caudal "ue de!e pasar por la compuerta ;mF> s=

+ coe ciente de descarga, su valor esta entre 0)@ a 0)TA /rea de a!ertura de la compuerta ;m2=g aceleraci$n de la gravedad ;m>s2=( diferencia de niveles entre aguas arri!a y aguas de!a*o de la

compuerta ;m=


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+onociendo 8 ;del valor de dise#o recomendado=, se determina ( ;por logeneral se estima entre 0) 5 a 0)F0 m = y luego se (alla el valor de; A=)+uando se tiene una lu% grande es conveniente dividir la lu% en varios

tramos iguales para disponer de compuertas m/s f/ciles de operar)

Estr$ct$ras de Disipaci%nAliviaderos Por lo general los aliviaderos se colocan cerca delas compuertas de regulaci$n)Digura 5 8ertedero de e9cedencia


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3$ros de Enca$sa+iento

on estructuras "ue permiten encau%ar el Cu*o del rio entredeterminados límites con el n de formar las condiciones dedise#o pre esta!lecidas ;anc(o, tirante, remanso)Digura @ 4etalle de muros de captaci$n


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u dimensionamiento est/ !asado en controlar el posi!ledes!orde del m/9imo nivel del agua y evitar tam!i3n "ue lasocavaci$n afecte las estructuras de captaci$n y derivaci$n)+on la altura de nida se puede dimensionar los espesoresnecesarios para soportar los esfuer%os "ue transmiten elrelleno y la altura de agua? es pr/ctica com'n dise#ar alvolteo, desli%amiento y asentamiento)

u dimensionamiento se reali%a en funci$n de la altura "uepuede alcan%ar el tirante del agua en la %ona del remansousualmente, la cota del di"ue se de!e colocar con un !ordeli!re ;B).= de 0)50 m) por encima del tirante)Presenta la secci$n típica recomendada)


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3edici%n De 9a 4recipitaci%nEstaciones 4l$vio+-tricas ona De Est$dio.Para la %ona de estudio, cuenca del rio 61E


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• .os grupos de!en tener de F a 0 estaciones)• .a media de las estaciones de cada grupo de!e ser similar)• +ada grupo de!e tener, al menos, una estaci$n con una serie

de a#os su cientemente e9tensa ;del orden de 25 a#osmínimo, aun"ue en caso de no e9istir series e9tensas puedenutili%arse series de (asta 0 a#os=)

• .a altura de las estaciones de!e ser similar o no variar en \ 50m)

• .as estaciones de!en estar relativamente pr$9imas nomayores a 50 6m)• .os datos de precipitaciones no de!en variar en \ 50 mm)Para el tratamiento de m/9imas avenidas se tomara solamentelos datos de la estaci$n pluviom3trica de Patacamaya)

Precipitaciones M/9imas para 2N 1orasEstaci$n PatacamayaProvincia Aroma4epartamento .a Pa%


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P E+IPI


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Esc$rri+iento.e puede de nir al escurrimiento como los vol'menes de agua provenientes de la

precipitaci$n "ue Cuyen so!re la super cie del suelo o en sus estratos m/s elevadoso en forma su!terr/nea para formar las corrientes super ciales de agua)

4robabilidad De Oc$rrencia O 7rec$encia elativaEstadísticamente la pro!a!ilidad de ocurrencia de un evento "uetiene ( posi!ilidades de ocurrencia de entre n posi!ilidades sedenota por ; ] V 9m= G f;9= G7rec$encia Te%rica O 4osici%n De Grafcaci%n /4lottin(4osition2.&na posici$n de gra caci$n se re ere al valor de la pro!a!ilidad

te$rica asignada a cada uno de los datos "ue van a sergra cados, estos datos de!en ser ordenados de mayor a menorpara "ue se le asigne una posici$n de gra caci$n)

e (an propuesto numerosos m3todos para la determinaci$n delas posiciones de gra caci$n la mayoría de los cuales sonempíricos)


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PO I+IO E 4E ADI+A+Î )


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7$nciones De Distrib$ci%n y 4robabilidad.Distrib$ci%n Nor+al.

eg'n +1OQ ; Z@N= y 6I


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Dactor de frecuencia 6< Pearson III,


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Dactor de frecuencia 6< Pearson III)


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4istri!uci$n .og Pearson IIIPara esta distri!uci$n, el primer paso es tomar los logaritmosde la informaci$n (idrol$gica y G .og 9, e calcula la media _,y la desviaci$n est/ndar U y el coe ciente de asimetría + para los logaritmos de los datos)Distrib$ci%n De 8alor E5tre+o TipoF* o Distrib$ci%n DeG$+bel.DI 1E U


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d d $ d d l l d l d l )


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Media y desviaci$n Est/ndar de la varia!le de um!el 8 tama#o de la muestra)

d


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.E


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.os niveles "ue suelen adoptarse en la pr/ctica son los siguientes

+asi signi cativo +uando la pro!a!ilidad de rec(a%ar la (ip$tesis es 5igni cativo) +uando la pro!a!ilidad de rec(a%ar la (ip$tesis es )

Muy signi cativo) +uando la pro!a!ilidad de rec(a%ar la (ip$tesis es de

)Esta forma de proceder se apoya en la admisi$n del principio de rec(a%arun resultado cuya pro!a!ilidad `a priori `, era muy pe"ue#a) Procediendoasí, repetidamente, solo nos e"uivocamos al rec(a%ar la (ip$tesis en unporcenta*e de veces igual al nivel de signi caci$n) El aceptar la (ip$tesis,por otra parte, no "uiere decir "ue esta sea correcta, si no "ue no

encontramos motivo su ciente para rec(a%arla)Calc$lo De 4recipitaciones De Dise&o.&na ve% "ue se (a contrastado las diferentes leyes de distri!uci$n y seseleccion$ la ley "ue me*or se a*usta a nuestros datos, procedemos alc/lculo de precipitaciones m/9imas para 2N (oras, con periodos de retornode nidos)

Para dar una idea del orden de magnitud de los valores m/9imos deprecipitaci$n en 2N (oras, en toda una cuenca caracteri%ada por un 'nicovalor puntual, se pueden utili%ar los siguientes en funci$n de lasuper cie de la cuenca


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Dactores de incidencia por super cie)

Para el presente proyecto no se considera la correcci$n por el/rea de la cuenca ya "ue la cuenca se encuentra dentro de laclasi caci$n de su! – cuenca por tratarse de eventos e9tremosreduciendo la posi!le precipitaci$n de avenida, la correcci$n sereali%aría en /reas mayores a 250 6m 2)

7actores De Desa(re(aci%n.


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4e!ido a "ue en la estaci$n de Patacamaya se cuenta solo con precipitacionesm/9imas para 2N (oras, se de!e recurrir a coe cientes de desagregaci$n, "uesirven para estimar las precipitaciones para distintos tiempos)DA+


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A8EN*DA DE D*SE O


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A8EN*DA DE D*SE O

.a cuenca de estudio tiene una super cie apro9imada de 0F0 6m2,la red de estaciones meteorol$gicas no es densa, se pretende aplicar

el m3todo de /rea pendiente recogida de marcas (ist$ricas y laconsulta a los (a!itantes m/s antiguos de las comunidades aleda#as)Aguas a!a*o del lugar destinado a la o!ra de toma e9iste la toma tipoa%ud derivador del cual se pretende reali%ar la e9trapolaci$n de datos)Dotografía I o!ra de toma e9istente ;aguas a!a*o distante a @00 m)=

En la corona del a%ud se cuenta con datos de (ormig$n armado loscuales presentan marcas de aguas (ist$ricas) 4e la misma forma secuenta con marcas en la %ona de los muros de encauce)

4ri+era Esti+aci%n. En la corona.


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A partir de la marca de agua se asume "ue la misma pertenece al tirante crítico con estaconsideraci$n se determina el caudal posi!le) +onforme a la gura

4$nde Uc s=! Anc(o del 8ertedero ;m=g ravedad Z)T ;m>s 2=4atos

Uc 0,50 m ;Medido en el lugar a la altura de los !lo"ues de la fotografía)=! 2Z m)

es$ltado. F2, mF>s ;+audal 1ist$rico=

SEG'NDA EST*3AC*ON Co+o vertedero


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SEG'NDA EST*3AC*ON. Co+o vertedero.e tiene la medida del tirante normal en el muro de encauce se tiene una marca de m)

14 ,00 m)+onsideramos "ue la altura de carga de velocidad es desprecia!le por lo "ue solo se estimara el caudal con la medida de lacarga de agua)

G 2)2 ; . – 0) 1= 1F>2 ; 5)F =4e!ido a "ue e9iste una contracci$n en la %ona de las compuertas se considera su efecto4$nde. .ongitud del 8ertedero ;m=

+audal ;mF>s=1 +arga ;m=+ +oe ciente de la forma del vertedero) ;para a%ud=4atos)1 0,@0 m. FN,50 m

F5,2 mF> s ;+audal 1ist$rico=


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TE CE A EST*3AC*ON

e aplicara el m3todo de /rea pendiente.a pendiente media del rio se determina del per l longitud

.ongitud FZ,052 m4esnivel 0, 5NZ mPendiente 0,N0 Anc(o del cauce

e promedia de los m3todos para determinar el caudal del proyecto. ? FN,50 mEn !ase al material y recomendaciones del te9to, rugosidad ` del Bureau OD

eclamation se tiene 0,0254e la ecuaci$n de Maning)

8 G ; 2>F( >n= ; 5)N = U ;m= 0,@0

rea ;m2= 20,S0

Perímetro ;m= F5,S01 ;m= 0,5T

8 ;m>s= ,S5 ;m F>s= F@, 2@ promedio FN, 5F ;m F > s=;prom) Est ,est2 y estF

Dise&o de la 6ocato+a


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Dise&o de la 6ocato+a.

+alculo de la e*a de Entrada)En !ase al re"uerimiento de riego se de!e captar un caudal de F0 l>s,

sin em!argo se de!e esta!lecer por seguridad un caudal 2 o F veces elnecesario, se adopta @0 l>s para la captaci$n) G M!1 F>2 ; 5)5 =4$nde

M +oe ciente! Anc(o del vertedero ;longitud de la cresta=1 +arga so!re la cresta)

Para el c/lculo del coe ciente de descarga puede aplicarseDormula de 6onovalov) Mo GDormula de Ba%in

Mo GDormula de Drancis

G ,TFTB( F>2


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eg'n la recomendaci$n de la !i!liografía de `Presas 4erivadoras del P OA O IJ elum!ral de la re*illa de captaci$n mínimo de!e encontrarse a 0,50 m) de la solera del rio)Para el dimensionamiento de la re*illa se asumir/ una altura de 0,20 m) para determinar elanc(o

ro) .a re*illa tendr/ un /ngulo de Z07 con respecto a la (ori%ontal)2do) .a determinaci$n de las p3rdidas de carga de!ido a la re*illa puede calcularsemediante 6irsc(mer, sin em!argo de!ido al poco arrastre de material y las considerando latoma "ue se encuentra aguas de la presente toma no se considera una re*illa) Por lo "ue deacuerdo a la e9periencia solo se asumir/ una p3rdida de @ cm) mínimo y como m/9imo 5cm)Fro) +/lculo del coe ciente Mo)

UI 0,5 m1 0,2 mMo 2,F2

G @0,00 ;l>s=! G ; > M1 F>2= ; 5)@ =

! G 0,N m

e asumir/ un anc(o de 0,N0 m)


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j ( $ j j y

a=Barra*e *o es una estructura s$lida empla%ada a todo o anc(odel cauce por tal motivo la curva de remanso "ue se produce

aguas arri!a del !arra*e no puede ser alterada originando unacolmataci$n de solidos "ue pueden traer la inutili%aci$n de latoma o el ingreso de a!undante material solido a trav3s de laventana de captaci$n) !=Barra*e m$vil consiste en un sistema de compuertas situadas atodo lo anc(o del cauce del rio y "ue a su ve% regulan el Cu*o deaguas) 4esde el punto de vista (idr/ulico se recomienda cuandoel rio presenta un periodo de crecidas con caudales muy altos) c=Barra*e mi9to +onstituye la com!inaci$n de los dos anterioresformado en parte por una estructura *a y el resto por un sistemade compuertas "ue se aprovec(anPara usarlo como un canal de limpia del material solidoacumulado


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Dise&o del barraje defniendo lon(it$d /se($nda parte2

Dise&o del barraje defniendo lon(it$d /se($nda parte2.a velocidad de arrastre se encuentra determinada por 8 c G )5 + d >2 G )58

E.A+IO E < E 4IAME< O 4E.A O U 8E.O+I4A4 4E A A < E


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El di/metro m/9imo no se determin$ por granulometría seadopta una velocidad de ,5 m>s, considerando (asta 5 cm degrava)Anc,o del canal de li+pia.

B G ? " G

B Anc(o del canal de limpie%a ;m=c +audal a discurrir en el canal de limpia para eliminar el

material de arrastre ;m F>s=" +audal por unidad de anc(o ;m F>s>m=8 c 8elocidad en el canal de limpia para eliminar el material;m>s=g Aceleraci$n de gravedad ;m>s 2=

e tiene algunas recomendaciones so!re los par/metros ocaracterísticas del canal de limpia


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) El caudal de limpie%a puede ser 2 veces el caudal a derivaro igual al caudal medio del rio)2) 8elocidad en la %ona de limpia se recomienda "ue esteentre ,5 – F,00 m>sF) e recomienda "ue el anc(o sea un d3cimo de a longitudde !arra*e)En !ase a las recomendaciones anteriores se asumir/n lossiguientes datos

c 200,00 l>s ;caudal para uso de la limpie%a del canal=8c ,50 m>s" 0,FN mF>s>m ;descarga por unidad de anc(o=

B 0,5T m anc(o de la c/mara de limpie%a asumir 0,@0 m


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.a pendiente del canal se calcula por la ecuaci$nIc G n 2

Ic Pendiente critica ;m>m=

g Aceleraci$n de la gravedad ;m>s 2=n +oe ciente de rugosidad Manning" 4escarga por unidad de anc(o ;m F>s>m=Calc$lo del tirante

4e la ecuaci$n de Manning G

•

4i # d l l ($ tig d


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4ise#o del colc($n amortiguador

+alculo de tirantes con*ugados)e veri ca en "u3 estado se produce el resalto

d t i l di i d l i$ 0 !i d g i! d l % d)


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e determina las condiciones de la secci$n 0 u!icado aguas arri!a del a%ud)A partir de la ecuaci$n de energía se de!e esta!lecer eltirante UI correspondiente a la secci$n)

e tieneJ K Uo K G J K U K K 6 ; 5) =

iendo conservador y sin peligro de generar so!redimensi$nse puede considerar 6G0) de!ido a p3rdidas de cargagenerado en el tramo)

.a pendiente media del rio se determina del per l longitudinal).ongitud FZ,052 m4esnivel 0, 5NZ mPendiente 0,FZ@S 7*G' A =H 4E 7*9 9ONG*T'D*NA9

Para "ue se cumpla UG1, el /ngulo h de!e ser menor o igual a T7) O menor a N ) iendo "ue la pendiente es 0)N se considera "ue U 1


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El tirante sera determinado !a*po estas condiciones) G 2)2 ; . – 0) 1= 1 F>2 ; 5) 2 =

4a la ecuaci$n de vertederos se determina `1 se de!e tomaren cuenta "ue e9iste una contracci$n de!ido a la u!icaci$n dela compuerta de limpie%a)4atos en la u!icaci$n de la toma

. 2 ,@0 m ;.ongitud del cauce= FN,5F mF>s;Avenida de 4ise#o=j+O ; 'mero de contracciones= +alculo de `1 a trav3s de procesos iterativos)1 0,T m

e determina el tirante a trav3s de la ecuaci$n de energía)a!iendo "ue la altura del a%ud no se considera por estar

lleno de material en una condici$n desfavora!le)

E G O)T G UK


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E G O)T G UK

U 0,S5 m

rea ;B U K0)S0= F ,2T m2

Per 2N,50 m1 ,2T m

0)0220,N0

P 0,S m ;Altura del a%ud=8 ) 0 m>sCalc$lo del tirante conj$(ado

El tirante con*ugado ser/ por lo tanto)

U 0,F5 m

Droude determinado en el punto


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Droude determinado en el punto

8 N,55 m>s

D 2,N5

U2 ,05 m+alculo del tirante UF de Cu*o normal en el rio de!ido con una pendiente de0)N para veri car en "u3 condiciones se produce el resalto)

n 0,022.;m= 2 ,@0

UF;m= 0,S2

rea ;m2

= 5,5ZPerímetro ;m= 2F,0N1 ;m= 0,@T

8 ;m>s= 2,22 ;m F>s= FN,5F

Pendiente ; = 0,N0

4eterminaci$n de la profundidad del cuenco amortiguador de!ido a


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$ p g"ue el tirante de resalto U2 es mayor "ue el tirante UF en el rio

UF 0,S2 m U 0,F5 mIngresando al /!aco con la relaci$n `UF>U G 2)05 y eln'mero de Droude se tiene la relaci$n

G 0, T, e asume G 0)2 m

Colc %n a+orti($ador


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Colc,%n a+orti($ador.

.* G 5;UF K =

.* G N,@ m


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( 2 G ; – )5=J ; e aplicara )5=( 2 G 0,Z0 m

ota 4urante el an/lisis de esta!ilidad se recti ca la longituda ,N0 m y el espesor a 0)F5m)Profundidad del dentell$n 2 ;Dinal de colc($n=

( F G 0)F J ? Pero no menos de m)( 2 G 0) T m ? e de!e asumir m como recomendaci$n)

El espesor de cada dentell$n es funci$n de la apreciaci$n delproyectista)

e asume un espesor de 0)25 mCalc$lo de la erosi%n al fnal del 0a+peado

3-todo *.F e aplicara la f$rmula de M) ) 8U O

J 4iferencia de cota entre las super cies de aguas arri!a ya!a*o a%ud ;m=


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( N Altura de socavaci$n ;m= " +audal unitario por metro de anc(o ;m F>s>m=

6 +oe ciente "ue es funci$n de la longitud .s del%ampeado despu3sdel resalto y el calado normal U F, dado en la

ta!la siguiente)

presentación para el diseño de una obra de toma

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