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DESEÑO DE BOCATOMAS 3.1 Dimensionamien Dimensionamiento to hidráulico hidráulico
El dimensionamiento hidráulico de una estructura de captación se basa en el comportamiento d agua ya sea en movimiento o en reposo. El dimensionamiento hidráulico debe satisfacer condiciones siguientes. •
Estabilidad del cauce al paso de la avenida de diseño (Hidráulica Fluvial).
•
Asegurar permanentemente el caudal de ingreso.
•
aptar lo m!nimo de material sólido.
•
"roveer un sistema de compuertas #ue eviten la sedimentación de sólidos y mater flotante frente a la bocal.
3.2 Datos de diseño diseño •
$a bocatoma de diseño es una bocatoma con presa de derivación de barra%e fi%o del ti
&EA'E& o E (la elección de tipo de bocatoma dependerá de las caracter!sticas de flu o caudal* estabilidad y cauce del r!o+ además dependerá de la geomorfolog!a de la ,ona captación* a-n de la climatolog!a). •
$as $as caract caracter! er!sti sticas cas del r!o presen presenta ta un cauce cauce aluvia aluvial* l* de monta montaña* ña* cuenc cuencaa med
pendiente promedio de /. El r0gimen del flu%o del r!o es permanente* laminar subcr!tico en la ,ona de captación* variando en algunos tramos a r0gimen cr!tico. •
$as secciones medidas en el e%e* a 1 metros aguas arriba y 1 metros aguas aba%o* son 2. 4.53 y 2.63 m respectivamente.
•
respectivamente. •
Sign to vote this title7.4 $os $os per! per!me metr tros os hidr hidráu áuli lico coss medid medidos os en los los mism mismos os up e%es e%es son sonon3.6 3 .63* 3* 7.433 y
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El caudal de diseño es de 3.13 m49s (depende de los re#uerimientos de riego)
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de la obra e importancia del sistema de riego* pudiendo seccionarse hasta 13 m aguas arriba
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aguas aba%o del e%e de toma. 13.60 ml A1 9.70 m 2 P1 18.10 m
Sección a 5 m aguas aba jo de la toma toma 14.50 ml A 2 11.50 m2
P2 19.60 m
Sección en el eje de toma 16.20 ml A 3 11.80 m P3 20.45 m
2
Sección Secci ón a 5 m aguas ag uas aiba de la toma 3.3.1 Cálculo Cálculo del área área !romedio !romedio A prom
A prom
=
=
A1 + A2
+ A3
3
9.70 + 11.50 + 11.80
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de la obra e importancia del sistema de riego* pudiendo seccionarse hasta 13 m aguas arriba
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aguas aba%o del e%e de toma. 13.60 ml A1 9.70 m 2 P1 18.10 m
Sección a 5 m aguas aba jo de la toma toma 14.50 ml A 2 11.50 m2
P2 19.60 m
Sección en el eje de toma 16.20 ml A 3 11.80 m P3 20.45 m
2
Sección Secci ón a 5 m aguas ag uas aiba de la toma 3.3.1 Cálculo Cálculo del área área !romedio !romedio A prom
A prom
=
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3.3.3 Cálculo del radio hidráulico
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R =
A P
=
11 19.38
& : 3.16 m
3.3.# Cálculo Cálculo de la elocidad elocidad del r"o v =
1 n
2
1
3
R S 2
$reiamente de%e determinarse el coe&iciente de ru'osidad “n” del r"o se'(n Cowan: n = ( n0
+ n1 + n2 + n3 + n4 )m5
D)nde* n3 : "ara grava gruesa : 3.32
n7 : "ara "ara un grado grado de de irregul irregulari aridad dad mode moderad radoo : 3.331 3.331 n : "ara sección ocasionalmente ocasionalmente alternante : 3.331 n4 : "ara efecto obstructor menor : 3.373 n2 : "ara vegetación ba%a : 3.331 m1 : "ara cantidad de meandros meandros menor : 7.33 C+AD,O C+AD,O DE ,+-OSD ,+-OSDAD AD $A,A $A,A CA/A0E CA/A0ESS /A /AT+,A0ES +,A0ES
;<=>>;
?A$;&E @ierra roca cortada grava fina grava gruesa
n3 Sign up to vote on this title
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.3 .2
Not useful .2# .23
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menor
.1.1
Apreciable
.2.3
evero
.#.4
vegetación
ba%a
media
.1.2
Alta
.2.
muy alta
..1
n2
..1
cantidad de meandros
menor
m1
apreciable
1.1
severa
1.3
1
n5 6.2#7.7.7.17.81. 5 .#9 A!licando Mannin'* v
=
You're Reading a Preview 1 0.667 0. 5
(0.69) (0.02) = 1.98.m / s 0 . 049 Unlock full access with a free trial.
3.3. Cálculo de la aenida má:ima Download With Free Trial
Aplicando la ecuación de la continuidadB Q = AV
C : 77.33D7.85 :7.65
3.3.4 Cálculo del tirante normal del r"o
Q = 21.80 m3 /s
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El cauce de un r!o tiene una sección hidráulicamente óptima* por haberse formado en per!odo geológico largo* por lo #ue se aplica la relaciónB
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"ara el efecto se utili,an dos m0todos de análisis de estabilidadB la teor!a del r0gimen m0todo de Altunin . $a teor!a del r0gimen aplica los m0todos de $acey* lench* imon Albertson* entre otros.
3.#.1 M;todo de 0ace<* Este autor introduce el per!metro mo%ado y el radio hidráulico en v
del ancho y tirante medio del r!o. $acey traba%ó sobre las siguientes caracter!sticas
canalesB obre un material de fondo no cohesivo* diámetro medio del material de fondo ent
3.71 y 3.23 mm* ondulaciones en el fondo* transporte del material del fondo inferior a 1 ppm y caudal dominante entre 7.2 a 53 m49s. 1
B = 4.831Q 2
D)nde* B= Ancho de la superficie libre del agua (m) Q : audal dominante o máGimo de diseño (m4 9s)
B5 #.=31 621.=8. 5
: .1 m
22.4 1
y m
Q 3 1 =You're 0.474 Reading a Preview 2 f 50 . 60 D = f m Unlock full access with a free trial.
D)nde* f : Factor de sedimentación y m : @irante medio (m) Download With Free Trial Dm : =iámetro medio del material de fondo (m)
El diámetro medio de las part!culas de fondo del cauce es de 3.1 mm* el #ue encuentra dentro de los rangos traba%ados por $acey. f : 13.3 (3.1)3.1 : 1.43 m : 3.262(7.5391.43)3.444 : 3.21 3
f = Sign 25.30 up to vote on this title
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3.#.2 0todo de lench4B Kste investigador introduce dos parámetros* el factor de fondo
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(#ue toma en cuenta la resistencia del fondo) y el factor de orilla F s (mide la resistencia
las orillas)* #ue tienen en cuenta la concentración del material transportado en suspensió el diámetro de las part!culas de fondo y la resistencia de las orillas a ser erosionadas. 1/ 2
Q × F b B = 1.81 × F S D)nde*
:
Ancho de la superficie libre del agua (m)
Fb : Factor de fondo Fs : Factor de orilla C : audal máGimo de avenida (m49s)
Cuadro /> 4* ?actores de ?ondo < Orilla ?actor de &ondo ?actor de orilla @ipo de material Fb @ipo de material Fs material grueso 7. material suelto 3.7 (=mL3.1 mm) (arena) Reading medio a Preview material fino (=mM3.1 3.5You're material 3. mm) cohesivo Unlock full access with a free trial. material cohesivoI 3.4 arcilla Download With Free Trial eg-n las caracter!sticas del cauce del r!o (=m :3.1 mm)* el factor de fondo seg-n el cuad 3* para un material fino (= mM3.1 mm) es de 0.8, el factor de orilla será de .1 para material medio suelto arena
: 7.57 (7.53D3.5 9 3.7)3.1 : 4.83 1
F sQ 3 y = 2 F b
B = 23.90 m
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1
F b 6 F s 12
=
1
3.28 KQ 6 1 +
D)nde*
2330 C s
K = 3.63
g 1
v4
i 5 $endiente del r"o Cs 5 Concentraci)n de material de &ondo 6!!m8@ se estima en 34 !!m.
5 oeficiente en función de la ( g) gravedad y la (v ) viscosidad de la me, aguaIsedimento (m9s)
J : 4.4 (8.5797.13.1) : 4.765 0.833
i
0.8
=
= 32.18
0.083
* 0.1
0.166
3.28 * 32.18 * 70.03
(1 +
360 2330
= 0.00358 )
! = 0.0036
TAB0A /> 2 Coe&iciente de iscosidad dinámica < cinemática del a'ua en &unci)n de la tem!eratura
en C
?iscosida d dinámica * m en 73I5 Jgf s9m
7.125
7.178
7
7.744
7.77
4
7.133
7.26
76
7.732
7.352
7.21
7.25
75
7.36
7.316
=
7.274
7.45
78
7.328
9
7.46
7.42
3
7.31
1
7.444
7.435
7
7.333
T>
?iscosidad @Q ?iscosida ?iscosidad You're Reading cinemátic d a Preview cinemátic en a* n en dinámica a* n en Unlockfull access with a free trial. 73I5 Jgf * m en 73I5 Jgf s9m 73I5 Jgf s9m Download With s9m Free Trial
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e%emplo* el ancho medio del cauce m entre 3.3m a 68.m* el tirante y entre 3.52m
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4.71m* la pendiente S entre 3.333315 y 3.3386* el diámetro medio del material de fondo entre 3.35mm y 53mm* el caudal Q entre 3.72 m49s y 22 m49s y la concentración
material transportado C entre 71 ppm y 5333 ppm* finalmente K 1 y K 2 con valores de .4 3.6 respectivamente. 0as &)rmulas son las si'uientes* Bm
= 0.9 P = 0.91 K 1Q 0.512
Bm
= 0.92 B − 0.61
=óndeB m : Ancho medio del cauce (m) " : "er!metro del cauce (m) C : audal o gasto (m49s) m : 3.87D.4 (7.53)3.17 : 76.22 y = 1.21 R = 1.21 K 2 Q 0.361
y
Bm =17.44 m
i
= 0.61 + 0.93 R = 0.61 + 0.93 K 2Q 0.361
Rh
≤ 2.60m
Rh
≥ 2.60m
You're Reading i a Preview onsiderando #ue el diámetro medio de las part!culas del r!o es de 3.1mm* se aplica Unlock full access with a free trial. primera relaciónB With Free y =Trial 0.99 m : 7.7 G 3.6 (7.53)3.47 :Download 3.88
1 S = K 1 K 3 K 21+ 2m Q 0.722m −0.127 '
1 m
'
'
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1 S = 1 .572 0.079492 6.3 * 10.76 * 0.27 * (70.03)
3.4965
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= 0.0016
: 3.337
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3.#.# 0todo de AltuninB Kste m0todo es el más comple%o de todos* contempla parámetr
hidráulicos* geom0tricos* resistentes* etc. y basa su estudio en un criterio geográfic geomorfológico del tipo de r!o. lasifica las secciones o tramos de r!o en @ipo A y .
o
@ipo AB ;rillas muy resistentes a la erosión. Formadas por materiales cohesivos o boleos
o
@ipo B ;rillas poco resistentes a la erosión. Formadas por materiales aluviales s cohesión.
>gualmente distingue tres ,onas principales a lo largo del desarrollo longitudinal de un r y sonB o
Rona montañosa* su fondo está formado por roca* boleos y cantos rodados y grav You're Reading a Preview "endientes fuertes.
o
Unlock full access with a free trial. cambios de pendiente* se inicia Rona intermedia* formado por gravas y arenas* fuertes
o
depósito de material aluvial. Download With Free Trial Rona de planicie* el fondo es de arena principalmente* limos y arcillas. "endient menores* se desarrollan meandros. 3
B =
D)nde*
EQ 0.5 S 0.2
Useful Not useful 5
3+ 5 m
to vote on this title E = Sign nK 3up
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E = ( 0.0435 *101.667 )
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0.462
= 1.384 " = 1.384
B 5 61.3=#21.=.8 6.2.28 5 2.324
B = 14.13 m
Finalmente se halla el promedio de los resultados obtenidos por los diferentes m0tod calculados. 3. Diseño de la entana de ca!taci)n
"revio a iniciar el cálculo de la ventana de captación se deben tener en cuenta l siguientes aspectosB o
o
o
Haber definido el tipo de bocatoma a diseñar* la #ue debe estar en función de l caracter!sticas hidráulicas y geom0tricas del r!o* de la topograf!a de la ,ona y de la ofer h!drica del r!o. &eali,ar el es#uema de la futura bocatoma* con los pre dimensionami correspondientes* tomando en consideración los ángulos de derivación* tanto para barra%e* compuerta de limpia y bocal de captación
=efinir si el bocal de captación tendrá re%illa* compuerta* las dos o ninguna de ellas. #ue definirá al respecto* será el arrastre dea sólidos* You're Reading Previewtanto de fondo como de flotaci (arrastre de sólidos en suspensión como ramas* basura* etc.) Unlock full access with a free trial.
"ara el cálculo del bocal o ventana de captación se siguen dos procedimientosB Download With Free Trial a) uando se emplea la ecuación de la energ!a (ernoulli)* a partir del canal aductor o derivación.
b) uando se considera el ingreso del caudal como un orificio ahogado o un vertedor. primer caso se dará cuando el r!o esta en máGima avenida y el segundo cuando el r!o es en su m!nima avenida o estia%e. Sign up to vote on this title
usefullas p0rdidas Useful Not =e ambos procedimientos el más minucioso es el primero puesto #ue anali,a carga* originadas por las caracter!sticas de diseño de la bocatoma. "ara el caso del presen e%emplo se van anali,ar ambos procedimientos.
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sistema de i"aje
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losa de o!eaciones
#entana
ejilla canal de dei#ación
&o ' 0.50m
cuenco amotiguado
lec$o de %o
Se utiliFa la &)rmula de ertederos* 2
3
Q = C . L.h 2
Des!eGando h
Q 3 h= C . L
D)nde* C : audal de diseño o captación
$ : $ongitud deYou're las ventana de captación Reading a Preview : oeficienteUnlock del vertedero (7.52) full access with a free trial. h : Altura de la ventana de captación. Download With Free Trial h 5 6.1.=#1.=8.44 5 .3 m.
h = 0.40 m
e asume h : 3.41 m. por procedimiento constructivo* calculando luego el eGceso caudal #ue ingresará por la ventanaB H 5 1.=#1.= 6.#81. 5 .=# m3s
up m to3 /s vote on this title Q =Sign 0.84
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i se comporta como orificio ahogado (en avenida)* se aplica la siguiente relaciónB
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3..2 Se'undo !rocedimiento* A!licando la ecuaci)n de la ener'"a !ara hallar dimensiones de la entana de ca!taci)n.
3..2.1 Determinando las dimensiones 'eom;tricas e hidráulicas del canal de deriaci)n
e recomienda #ue el canal de derivación sea rectangular por facilidad constructiva. aplica la fórmula de anningB V =
1 n
2
1
3
R S 2
D)nde* v : ?elocidad en el canal (m9s)
n : oeficiente de rugosidad de anning (3.372 para Q) & : &adio Hidráulico del canal (m) : "endiente del canal (s : 3.337 para el e%emplo) e sabe #ueB
A : (bDy) y & : 9 (por eficiencia hidráulica) y C : A?
Preview b : 7.33 (se asume ese anchoYou're para elReading caso del ae%emplo) Unlock full access with a free trial.
Entonces la fórmula de anning seráB
Q =
A n
2
1
3
2
R S
Download With Free Trial 2 (1.20Y ) Y 3 0.75 =
,eem!laFando alores*
Des!eGando I@ o !or tanteos*
I 5 .41
0.014
1
0.0012
2
y = 0.61 m Sign up to vote on this title
Algunos investigadores plantean relaciones en base al área del canalB Useful Not useful Y =
A
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El borde libre se estima en % = 0.14 m* por lo #ue el diseño del canal de derivación tend la siguiente secciónB S)**+,- )/ *A-A/ ) )+A*+,t ' 0.14
( ' 0.46
b ' 1.00
3..2.2A!licaci)n de la ecuaci)n de la ener'"a 6Bernoulli8 !ara el cálculo de la entana d ca!taci)n Bernoulli entre 12*
omo en canales* el agua circula a presión atmosf0rica* por lo #ue ernoulli se aplica com sigueB Z 2
+ Y 2 cos θ + α
V 2
2
2 g
= Z 1 + Y 1 cos θ + α
V 1
2
+ hf
You're Reading 2 g a Preview
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θ El ángulo * mide la inclinación entre elWith punto 7 y Trial el punto * cuando es muy pe#ueña* Download Free considera 3Q (cos 3Q : 7).
α El ángulo * mide la variación angular en el plano hori,ontal* al no haber variació tiende a 7. Sign up to vote on this title
hf es la p0rdida de carga en el punto 7* como 0ste es un canal con flu%o laminar* no Useful Not useful considera p0rdidas de carga (hf : 3). omo A : bD* b : 7.3 m* C : 3.61 m49s y C : A?* entonces ? : 3.6197.3D
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+ Y 3 cos θ + α
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2
2 g
La Hidráulica
= Z 2 + Y 2 cos θ + α
V 2
2
2 g
+ Hf
En el punto * se produce p0rdida de carga por el cuenco amortiguador o po,a disipación* lo #ue se calcula con la fórmula de =arcyIeisbachB h f
D)nde*
2
L v . D 2 g
= f .
h * : "0rdida de carga debida a la fricción.
f
: Factor de fricción de =arcy (adimensional).
+ : $ongitud del canal de ingreso (para el e%emploB 4.3m). D : @irante en la po,a o cuenco. v : ?elocidad media del fluido. g : Aceleración de la gravedadB g : 8*57 m9s.
$a p0rdida de fricción para el flu%o en tuber!as puede aplicarse a escurrimient uniforme y casi uniforme en You're canalesReading abiertos.aElPreview valor del factor de fricción de =arcy* y ecuación utili,ada para su cálculo* depende del r0gimen de flu%o. En r0gimen laminar Unlock full access with a free trial. eGpresión general desarrollada es la siguiente ("avlov* 7857)B Download With K Free Trial f =
Re
D)nde* J2:Factor num0rico #ue depende de la forma del canal ( J:2 para cana Sign up to vote on this title rectangulares y J:72 para canales triangulares).
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Not useful
&e : <-mero de &eynolds* dependerá en cierta forma del tipo de canal. El va var!a entre 133 a 33 (?en @e hoT pag 71* Hidráulica de anales A%iertos8
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0.42 2 Y 3 = −0.20 + 0.82 + 0.76 + 0.0031 0.60 + Y 3 + 19.62
19.62
,esoliendo !or tanteos*
% = 0.40 m
Kallando J3* J3 5 .1.2.# 5 1.4
' = 1.-) m$s
En la ventana de captación se producen p0rdidas de carga por contracción en l
paredes laterales y por re%illa (en el caso de #ue se considere en el diseño). "ara anali,
su incidencia en la ventana de captación y en el caudal a captar para compensar 0st p0rdidas* se aplica ernoulli entre 4 y 2. 4
3 2
1
cota 0.50 canal de dei#ación
cota 0.00
cota 0.00
You're Reading a Preview cota 70.20
Unlock full access with a free trial.
Puntos de a!licación !aa la ecuación de la eneg%a ise9o de la #entana de ca!tación:
Download With Free Trial Cálculo de Bernoulli entre 3 L #* Z 4
+ Y 4Cosθ + α
V 4
2
2 g
= Z 3 + Y 3Cosθ + α
V 3
2
2 g
+ hf
"reviamente debe calcularse la p0rdida de carga por re%illa* para lo cuál debe conocerse Sign up to vote on this title n-mero de varillas en la re%illaB h=
Lt d
−1
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"ara el caso del e%emplo* las varillas de la re%illa serán de acero liso perfil circular
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UV ( cm). e considera re%illa para eliminar material grueso por lo #ue se considera u separación de die, cent!metros. h 5 0td L 1 5 61.2.128 1 5 9.
h = 9 &a'!((as
<
;igua entana de ca!tación con ejilla
$a p0rdida de carga por re%illa se calcula por medio de las siguientes relacionesB hr = ϕ C
V r
2
2 g
4
S 3 C = β Snφ b
Reading a Preview D)nde* : oeficiente de You're la sección transversal β
Unlock full access with a free trial.
: oeficiente #ue depende de la sección transversal (.2) Download With Free Trial : Espesor de la re%a
b : $ongitud libre entre barras W : Pngulo de inclinación de la re%a (de 61Q a 83Q). Asumo 51Q
W : Pngulo de dirección de flu%o en relación a la ventana (var!a de 3Q a correspondiendo a respectivamente). 43Qthis o 4title SignAsumimos up to vote on
Useful useful ?r : ?elocidad en la re%illa (velocidad en la ventana* ? :Not C9A : 3.1393.25 : 7 m9s).
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D)nde* Jc : oeficiente de entrada (depende de las caracter!sticas de las arista entrada* ver cuadro ad%unto). Jc : 3.4 Ti!o de entrada a la entana
c
Entrada abocinada
3.32
Arista redondeada
3.4
Arista recta
3.13
$;rdida de car'a total* hftot"# = hr + h!
= 0.048 + 0.017 = 0.065 )f %o%a( = 0.065 m Z 4 + Y 4 +
V 4
2
2 g
= Z 3 + Y 3 +
V 3
2
2 g
+ hf
A!licando Bernoulli entre 3#* 0.0 + Y 4
+
V 4
2
2 g
= 0.50 + 0.35 +
1.192 19.62
+ 0.065 = 19.62Y 4 +
,esoliendo !or tanteos*
I# 5 .9=
0.174 Y 4
2
= 19.36
19.#
Y 4 = 0.98 m
→
Reading a Preview "or lo #ue debe garanti,arse You're una carga hidráulica de % 4 = 0.& m* además de una velocida m!nima deB Unlock full access with a free trial.
V 4
=
Q hY 4
=
0.5 1.20 * 0.98
= 0.43
Download With Free Trial
$ 4 = 0.43 m/s
?erificando las caracter!sticas hidráulicas del r!o* observamos #ue la velocidad y el tiran ' = 2.1 m$s y Y= 1.38 m sonB "or lo tanto se garanti,a la condición de carga. up tom vote on this title $as dimensiones finales de la ventana serán de 7.3 Sign m D 3.41
3..3 Diseño de la $resa de deriaci)n
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*c
Sheet Music 0.20 &
)-A-A ) *APA*+B-
P &o
*o
=AA>)
lec$o del %o
;+?@A 04 A/@A )/ =AA>)
"ueden utili,arse dos criteriosB El primero consideraB
P = H 0
+ H + 0.18
D)nde* " : Altura del arra%e (m) Ho : Altura del umbral de la ventana de captación H : Altura de la ventana de captación 3.75: Altura de sobre elevación del agua (dato #ue puede variar seg-n el crite You're Reading a Preview del diseñador)* evita el ingreso de elementos flotantes por el bocal captación. Unlock full access with a free trial.
El segundo consideraB
C! =Download Co + H 0 + H With + 0.20Free Trial
D)nde* c : ota de la cresta del barra%e H3 : Altura de la base de la ventana de captación (recomendable X 3. depende del tamaño de obra) H : Altura de la ventana de captación. Sign up to vote on this title 3.3: Altura de sobreelevación del agua (dato #ue puede variar Useful usefulseg-n el crite Not del diseñador). @iene el fin de corregir efectos de olea%e y coeficientes fórmula.
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e asume #ue el barra%e es un vertedero de pared gruesa* por lo #ue su diseño se reali con la fórmula de Francis (en particular cuando son vertederos tipo E o &EA'E&)B
Q = CLH
1.5
=ondeB He : Altura total de la energ!a sobre la cresta (m) : oeficiente de descarga para vertederos ( : .7) $ : $ongitud del barra%e (m)
?ente hoT (7852)* considera #ue* cuando la altura + del vertedero es mayor #ue 1,33 (Hd es la altura de carga sin considerar la velocidad de aproGimación entrante)* entonces velocidad entrante es des/re#ible. EntoncesB $ Kd 1.33 Ka 5
Car'a de elocidad entrante des/re#ible
$ Kd N 1.33 Ka
Car'a de elocidad entrante /re#ible
a%o la primera condición (Ha despreciable)* el coeficiente de descarga es d : 7.5 (Francis). En la segunda condición* laYou're velocidad entrante será apreciable sobre la descarga o Reading a Preview coeficiente de descarga y por tanto en el perfil del nivel f reático. Unlock full access with a free trial. /+-)A ) )-)?CA &a
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&e &d &1
&3
P &
&2
;igua Altua de caga ( esalto $idulico en el baaje #etedeo Sign up to vote on this title
D)nde* Ha : arga de la velocidad de aproGimación.
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D)nde* C : audal máGimo en m49s (C maG : 7.53 m49s) µ
: oeficiente : 3.61 Hd : Altura de carga sobre el barra%e ? : ?elocidad del r!o (.87 m9s) : Ancho del r!o en el e%e de toma (74.13 m) 21.80 =
2 3
( 0.75 * 13.50 *
19.62 ) H d +
3/2
3/ 2
1.982 − 19.62 19.62 2.912
d = 0.)& m
'lores de Cw /r l *rm3l de Bi5
Hh h h h h h h h : : : : : : : : d3 7. . . . . . . . . . 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. Y3 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. 7. i. . . . . . . .
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Entonces se tieneB "9Hd L 7.44
7.393.5 : 7.25
Es mayor a 7.44* por tanto ha es despreciable "or otro lado se tieneB 3.12 "9He M 3.84
Sign up to vote on this title 3.12 D 3.5193.4 : 3.64 M 3.84
Not useful Useful h = 0.0& A pesar #ue Ha es despreciable* por seguridad se aplicaB e (?en @e hoT I Hidráulica de canales abiertosI7852).
eg-n la fig
H S H : H
H : H Z 3.35 H
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"or seguridad se utili,a el mayor valor 3.63
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EntoncesB
Ha : 3.35 He
Ha : 3.35 D 3.52 : 3.36 m. Ha : 3.36 m. álculo de la longitud efectiva del barra%eB $e : $o Z (
$o : $ongitud real de la cresta del barra%e. < : <-mero de pilares. Ja : oeficiente de contracción lateral por muros. Jp : oeficiente de contracción por muros. He : arga de operación (agua total sobre la cresta).
Jp var!a de 3.31 a 3.73 dependiendo de las caracter!sticas geom0tricas y acabado de los muros. Ja es de 3.73 en crestas por pilar. $e : 74.13 Z (7D3.73 S 3.73)D3.52 You're Reading a Preview $e : 74.7 m. Unlock full access with a free trial.
álculo de la velocidad de acercamientoB C : ?A ? : C 9 \o(" S Hd)]
A : o (" S HDownload o ancho r!o 71.13 d) + With Freedel Trial :
7.53 9 \72.13(7S3.66)]
: .= ms
$a altura de la velocidad de acercamiento seráB ha : ?9g : (3.51) 9 78. : 3.34 m. Sign up to vote on this title
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Hd : carga neta del diseño* sin incluir la altura de la velocidad de aproGimación
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J y n : "arámetros #ue dependen de la inclinación de la superficie de aguas arriba. >nclinación cara aguas arriba
J
n
Jertical
2@
1.=
3a1
1@934
1.=34
3a2
1@939
1.=1
3a3
1@=3
1.4
Se'(n cuadro* $ara !ared ertical*
5 2. n5 1.=
Kd 5 .43 ,eem!laFando* x
1.85
0.85
=2∗ H d ∗ y
You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
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x
y
0
0
0.1
0.0088
0.2
0.0318
0.3
0.0673
0.4
0.1146
0.5
0.1732
0.6
0.2427
0.7
0.3228
0.8
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&7 : 3.1D3.66 : 3.451
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R2
= 0.2 Hd
, 2 : 3.D3.66 : 3.712 L1 = 0.282 Hd
$7 : 3.5D3.66 : 3.76 L2 = 0.175Hd
$ : 3.761D3.66 : 3.741 DETE,M/ACR/ DE0 ,ESA0TO KD,P+0CO A0 $E DE $,ESA
El resalto hidráulico se produce por el paso brusco del r0gimen supercr!tico al r0gimen subcr!tic en un tramo corto. a8 Cálculo del 'asto unitario* q=
El es#uema del barra%e
Q 21.80 = =1.503 m / s l 14.50
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H 2= P + H e =1 + 0.84 =1.84 m
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= 2 g ( H1 H − 2 2
n 2 g 2 H % ( Hd )
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− H 23
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D)nde*
#: caudal o gasto unitario H 1
: altura total de ca!da
H 2 H %
H d
= @irante antes del resalto : altura del barra%e mas la profundidad del po,o : altura neta antes de la ca!da
n : coeficiente de rugoosidad (concreto liso 3.371) ,eem!laFando* 1.503
2
2
=2∗9.81 ( 2.17∗ H −
0.015
2
2
∗9.81 ∗1.40
2
4
2
−1.84 )
3 You're Reading a Preview 0.77
Unlock full access with a free trial.
Tanteando
H2 = 0.29
Download With Free Trial
c8 Cálculo del tirante a'uas a%aGo del resalto
e calcula con la fórmula de tirante con%ugadaB H 3
V
=−
H 2 2
+(
H 22 4
+
2 2 H 2V 2Sign up to vote on this title )1/ 2 g Useful Not useful
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∗
∗5.18
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,eem!laFando*
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H 3=
−0.29
+
2
(
0.29
2
4
+
2 0.29
9.81
2
)= 0.5
1.12 m
$a presencia de supresiones al pie de la presa pueden producir fallas en la estructuras* por tant es conveniente saber si se producen el resalto hidráulico. d8 Jeri&icaci)n de !resencia de Su%!resiones* H
1 3
1 3
H
= (− =−
H 2 2
+
0.30 2
H 22 4
+(
+ 2 H 2
0.302 4
V 22 g
1/ 2
)
+ 2 × 0.30 ×
4.9222 9.81
)1/ 2
H 31 = 1.354m
L = 0.612 × 5 ( 1.88)
1/ 2
You're Reading a Preview
H 3
1.121.=
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"or tanto eGiste resalto hidráulico*Download ello origina subIpresiones With Free Trial motivando el cálculo del cont escarpe o cuenca amortiguadora. e8 Cálculo de la cuenca amorti'uadora 6!oFa de amorti'uamiento@ contraescar!e8.
EGisten diversos criterios para determinar la longitud de la cuenca amortiguadoraB ";& $>@B L = 5 ( H 3 − H 2 ) L=5 ( 1 . 12− 0 . 29 ) =¿ #.1
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= Hd + P + H 2
C5 coe&iciente entre # a 4@ ado!tamos un !romedio5 K 5 .4371.#7.29 5 2.32 0 5 #.44 $O, BECE,,0 L = 10 H 2
05 1.29 5 2.9 $O, 0A?,A/ET L = 4,5 H 3
0 5 #. 1.12 5 .# $O, $A+0OJS L = 2, 5(1.4 H 3 − H 2 )
05 2. 61.#1.12.298 5 3.2
You're Reading a Preview
full access with a free trial. De acuerdo a los datos o%tenidos@ Unlock asumiendo la ma
05 .# 5
Download With Free Trial &8 Cálculo de la curatura al !ie del %arraGe*
0a su!er&icie del %arraGe al inicio de la !oFa tendrá una cura de radios@ dada !or*
R = 10
( Y2 + 6.4 Hd +16 )
( 3,6 Hd +64) Sign up to vote on this title
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= 0.63× 3.281 = 2.067 pis
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,eem!laFando* 16.149
R=10
+6.4∗0.77 +16 ∗ +64
3.6 0.77
=3.59
,5 3.93.2=1 5 1.1m Tam%i;n se usa la relaci)n* , 5 1. Kd , 5 1.. 5 1.14m
' 1.5 & d (
You're Reading solado de la !o"a disi!ado ' 58E
D
a Preview
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'8 eri&icaci)n de la lon'itud necesaria de in&iltraci)n
Esta verificación es necesaria para evitar la tubificación por deba%o de la presa y eliminar los efectos de las subpresiones. Sign up to vote on this title
Se calcula !or la &)rmula de E. U. 0ae*
1 3
Lh + Lv
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3900.950
3 6 . 0
5 9 . 0 $ #
H3$1.08
A
0 0 4 . 3 . 0 0
H2$0.30
0 2 . 1
"
3899.60
0.10%
D
E
I
0.40
0.40%
H B
0 6 . 0
C 0 2 .
0.40 0
0.80
F 0.40
0.40%
0.40
G 0.80
4.40
0 0 2 . . 3 0 0
!
0.40
7.50%
JA0O,ES DE C C0ASE DE MATE,A0
C
0imo o arena &ina
1=
Arena &ina
1
Arena de 'rano 'rueso
12
-raa < arena
9
CascaGo con 'raa < arena 4# You're Reading a Preview Lh = 0.40 + 0.80 + 4.40 + 0.30 + 0.80 full access with a free trial. Lh =Unlock 5.70m
Lv = 1.20 + 0.42 + 0.64 + 0.40 + 0.28
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Lv = 3.68m
A!licando la &)rmula* 1 !=
3
5.70 + 3.68
1.08 ! = 5.475
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?alor #ue está ubicado para un terreno de casca%o con grava y arena #ue es el suelo
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b:ancho de la estructura (7m)
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c_:factor de subpresión #ue depende de la porosidad del material var!a de 3 a 7 (7 para concre sobre material permeable). h:carga por perder. $:longitud de la infiltración. ^:longitudes parciales de infiltración. A!licando*
h ' L 1.08 Sp = 1 $1 $11.08 − ' 5.58 Sp = 1.08 − 0.194 ' Sp = (b!& h −
$+/TO
K
V
.19# V
S!6Tnm2 8
S!6W'm2 8
S!1. #
7.35
7.33
3.44
You're Reading a Preview 3.526 526.3 3.31 Unlock full access with a free trial.
7.35
7.444
3.18
3.57 With 57.23 Download Free Trial3.156
=
7.35
7.614
3.423
3.623
648.8
E
7.35
.33
3.48
3.55
55.7 Sign3.28 up to vote on this title
3.18
F
7.35
.3
3.17
3.12
14.8
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J
7.35
1.774
3.88
3.355
55.35
3.34
$
7.35
1.874
7.726
3.33
.33
3.337
i8 cálculo del enrocado de !rotecci)n o escollera.
Al final del colchón amortiguador o po,a disipadora se coloca una escollera o enrocado con el fi de reducir la erosión y contrarrestar el arrastre del material fino por acción de la infiltración. Lt = 0.67!( Db & )
− L!
0a &)rmula es la si'uiente* D)nde*
$t: longitud total de la escollera c: coeficiente de $>'H
=b:altura comprendida entre la cota de la cresta del barra%e y la cota del eGtremo aguas aba%o #:caudal unitario $c:longitud del colchón o cuenca. You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
= 4201 − 4200 Db = 1.0m With Free Trial Download Db
& = 1.503
m3 sg .m
L! = 5.00m !=6
Lt = 0.67 $6(1. $1.503) Sign − 5 up to vote on this title Lt = 1.04m
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Arena de 'rano 'rueso
12
-raa < arena
9
Bolones < arena
#4
Arcilla
4
3900.950
0.95
1.35
3899.800 0.40
3899.600 0.20
You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
Download With Free Trial DSEÑO DE 0A COM$+E,TA DE 0M$A
El canal de limpia tiene por ob%eto eliminar los sedimentos #ue se depositan al ingreso de la ventana o compuerta de captación* posibilitando la captación en 0poca de estia%e. 0a &)rmula a utiliFarse es la de JE,TEDE,OS DE ?O/DO*
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V %
2
= h&+
2 g
V %
2
2 g
d# gr*fi!o h = H %
+
V %
2
2 g
− h&
1
& = m"( 2 gh ) 2 si h& s "#)"do
⇒ h&= m"
1
& = m"( 2 gh ) 2 h = ho
− m"
D)nde*
#:caudal unitario (m49s m) m:coeficiente de gasto:3.77 a:altura de la compuerta (m):"I7.73:7.3I3.73:3.83m h:altura delante de la compuerta. A!licando* V V You're Reading a Preview H % + % = h&+ % 2 g 2 g Unlock full access with a free trial. d# gr*fi!o 2
h
2
V
2
= H %Download + % − h& With Free Trial 2 g
1
= 0.611 $0.90( 2 $9.81(0.85 − 0.611 $0.90)) 2 & = 1.33m3 / s m &
!omo #" vn -' " !"pt" 0.50m3 / s nton!s
= Qm − Q!"p Q = 1.80 − 0.50 = 1.30m3 / s Q
!omo s s"b Q
= &L
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S 1 / 2 3 / 2 V = β Q 1 / 2 n 1/ 2 1 / 2 0.081 / 2 3 / 2 V = 0.595 1.30 0.015 V = 5.749m / s
Sheet Music
A = y =
β = 0.595 = 1%
Q V A b
= =
1.30 5.749 0.226 1
= 0.226m2 = 0.23m
tir"nt !r+ti!o
= 0.015 s = 0.08 =0
1/ 3
y o
1/ 3
Q 2 1.30 2 = 2 = 0.56m = 2 b g 1 9.81
=eterminación de la sumergencia o no sumergencia al pie de la compuerta. a8 !ara la aenida media d = m" = 0.611 $ 0.9 = 0.55m P = 0.85m
You're Reading a Preview 1/ 2
2& 2Unlock access with a free trial. d 2 full h1 = − + + 2 gd 4 Download With Free 1 /Trial 2 0.458 2 $1.27 2 0.55 2 h1 = − + + 2 9 . 81 $ 0 . 458 4 h1 = 0.66m h1 > d Sign '+ up to this title sindo h1 > d # tir"nt norm"# , #" ds! " vote sr"on#ibr d
DESCA,-A A T,AJYS DE 0A COM$+E,TA a8 !ara la aenida má:ima
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& = m" 2 gh Sheet Music
h = ho
− m"
& = 0.60 $0.80 2 $9.81 $ (1.63 − 0.60 $0.80) & = 2.28m3 / s m d 2
d 2 d 2
1/ 2
2& 2 d 2 = − + + 2 gd 4 1/ 2 0.48 2 $ 2.28 2 0.48 2 =− + + 2 4 9.81 $0.48 = 1.265m d
onsiderando una descarga libre para un caudal por la compuerta y como primer tanteo se tiene H5X052.2=:152.2=m3s
Si asumimos Xue !ara un H52.3m3s
β = 0.595 = 1% = 0.015 s = 0.08 =0 = 6.63%/s A = 0.347m2
You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.
d = 0.347 m ⇒ tir"nt norm"#
With Free Trial = 0.814m ⇒ tir"ntDownload !r+ti!o !omo d 2 = 1.265 > d = 0.35, #" ds! + " s #ibr nton!s # !"-d"# sr* 1/ 2 & = Qm"( 2 g ( H − m" ) ) Q = 0.96 !ofi!int d p,rdid" d o
1 Sign up to vote on this title
))2 q =0.96 x 0.60 x 0.80 ( 19.62 ( 1.63 −0.60 Useful x 0.8
Entonces* 3
q =2.19 m / s :m
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(
3
3
)
l Hin'reso ¿( 2 / 3 ) CL( 2 g H 1 − H 2 2 ) 2
2
K15.27.27.4=51.13m K25.27.4=5.==m H5
() 2 3
1
(
0.60 x 1.20 19.62
2
(
3
1.13
2
3
)
−0.88 ) 2
3
H ing5.9== m / s 3
m /s H eGceso5HoH 5.9==.5.299 You'reingReading a Preview
e calcula el tirante para este caudalB Unlock full access with a free trial. n : 3.372
Download With Free Trial
: 3.337 β =0.595
?:7.32m9s 2
A = 0.77 m
d:3.2m b =1.20
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