INSTAL. DE BOCATOMAS
DISEÑO DE BOCATOMA TIPO III CON BARRAJE FIJO 1.0 ESTIMACIÓN ESTIMACIÓN DE AGUAS AGUAS MÁXIMAS MÁXIMAS Estimar las aguas máximas es muy complejo cuando no se tiene datos hidrológicos o meteorológicos; el caudal máximo se ha calculado por el método empírico, cuya metodología se adjunta al presente 0.25 m³/seg
análisis. El caudal máximo calculado Qmax = Se requiere derivar las aguas de las quebradas en su margen dereha.
2.0 DISENO DISENO DE LA BOCATOM BOCATOMA A 2.1 Caracterís Características ticas Hidráulica Hidráulicass en el río Longitud de barraje (B) Cota en el cauce del río en 0+000 Cota en el cauce del río en 0+022.50 ( Co Co)) Longitud del tramo del río Pendiente en el río (S) Factor de rugosidad en el río
0.5 2000.8 2000 6 0.133 0.045
2.1 Altura Altura de Barraj Barrajee (P) Según Mansen y Rosell la altura de barraje se determina con la siguiente fórmula: Cc = Co + Co + P = Co + (ho (ho + h + ΔH 2000.70 ΔH = 0.00 P= 0.7 ho = 0.50 h = 0.20 Longitud de barraje (B) 0.5 Cota canal en 0+000 2000.5
Cc =
2000.70
ΔH
P
2000.50
h
Co = 2000.00
ho
2.2 Carga Sobre la Cresta del del Vertedero (He) Qmax He Cd He
= = = =
Cd x L x He¹˙⁵ (Qmax / (Cd x L)) ¹⁄¹˙⁵ (2/3) (2g) ¹⁄ ² C Hv
Qmax es da siendo C =
0.25 0.81 2.392 0.352 m
He
Y
Hd
P op¡
2.3 Velocidad de Llegada (V)
1)
P + He = Hv = P = 0.70 + Por tanteo Y Hd = V =
Y + Hv Q² / (2g x B² x Y²) ho + h + ΔH = 0.352 = 1.052 = 1.244 He - Hv Q / (B x Y)
Q 0.25 0.009 Carga devido a la velocidad de llegada (Va^2/2g) = →
Y + Q² / (2g x B² x Y²) = f(Y) =
0.70 0.013 /Y² 1.252 0.343989 0.40
Y +
2.4 Forma del Perfil de la Cresta de Barraje Vertedero Como el paramento del barraje es vertical, entonces: Xⁿ = k (Hd)ⁿˉ¹ Y donde: n= k= X¹˙⁸⁵ = 0.807 Y Xc= .282Hd .282Hd .175Hd .175Hd
1.85 2.00 = =
0.097 0.060198 X
R= 0.20Hd
R= 0.5Hd
Y X 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
Y 0.00 0.02 0.06 0.13 0.23 0.34
X 0.60 0.84 1.00 1.20 1.25 1.32
.
Y 0.48 0.90 1.24 1.74 1.87 2.06
X Y 1.40 2.31
2.5 Curva de Transición Entre el Escarpe y el Solado de la Poza R 1 z
R Ø
T Según el perfil de cresta vertedero
Ancho del Cimiento Tomar
=
Z = Ø= T= 0.282Hd + X + T
Ø = Arc Tg (1/z) T = R Tg (Ø/2) Se recomienda: 0.5Hd ≤ R Se ha toma el valor de: R = 0.50
=
63.4349
≤
2.3Hd 0.791
0.70 63.435º 0.43 1.370 2.00
2.6 Cálculo de Y (Tirante al Pie del Barraje del Vertedero) ₁
Aguas Arriba: p. CALCULO DE LAS COORDENADAS DEL CIMACIO Eo = Co + P + Hd + V² /2g Según Sciemmi Por Bernoulli tenemos: E₁ = C₁ + Y₁ + V₁² / 2g Eo = E₁ + Hf ₀-₁ V₁ = (2g (C₀ - C₁ + P + Hd - Y ₁ + VH²/2g - Hf ₀-₁))⁰˙⁵ r = C₀ - C₁ = 0.20 Hf ₀-₁ = 0.10 VH²/2g Y₁ ≥ 0.10 0.102 V₁ = (2g (r + P + Hd - Y ₁ + 0.90 x VH²/2g)) ⁰˙⁵ 4.75 Comprobación: V₁ = Q / A₁ 4.90 Y₂ = - Y₁/2 + (Y₁²/4 + 2 V ₁² Y₁ / 9.81) ⁰˙⁵ 0.64 V₂ = 0.79
2.7 Dimensionamiento de la Poza Profundidad = Longitud de la poza
r= =
C₀ - C₁ = L = 4 Y₂ U.S. Bereau of Reclamation Tomamos
0.20 2.542798 3.00
2.8 Cálculo del Tirante Aguas Abajo La condición óptima: Y₂ = Yn + r Yn+r = 1.15 Y₂ Yn =
Pocas veces se presenta, por lo que González y Mansen recomiendan: 0.53
2.9 Longitud de Cimentación y Control de Filtración H = N.A. Arriba N.A. Abajo C₁ = N.A. Arriba = C₀ + P + Hd N.A. Abajo = Cn + Yn H = (Aguas máximas) Según Krochin, considera la siguiente fórmula: ∑ LV ≥ LC = (1/3) ∑ LH + CL x H ∑ LH = ∑ LV = ∑ LV = (1/3) ∑ LH + CL = (Según tabla para gravas y arenas ) LC = CL x H = → 5.76667 ≥ 1.80
1999.80 1.04 0.53 0.51
6.50 3.60 5.77 3.50 5.766667 1.80
O.K.
2.10 Espesor del Solado o Colchón Disipador (t) ≥ Peso de la estructura (W) Supresión (Sp) δc x A x t δH₂O x A x Sp = ω b c' (h + h' - (h/L)x Sp = c' = factor de subpresión para material permeable Sp = t = t = Redondeando
1.00 0.50 0.28 0.30
2.11 Sifonamiento C C
= = 11.24 >
LC / H >
Al valor de 3.5 11.24
3.50
→
La estructura desde el punto de vista hidráulico sí cumple con todas las condiciones.
O.K.