99640373 Informe de Diseno de Reservorio

DISEO DE RESERVORIO Hidrulica

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

FACULTAD DE INGENIERA AGRCOLA

INFORME # 5

Tema:

Diseo de reservorio

Curso: Hidrulica

Nombres: Geancarlo Figueroa Valverde

Cdigo: 20060282

Profesor: Ing. Ascencio

Ciclo: 2012 I

Junio Del 2012


PASOS PARA EL DISEO DE RESERVORIO

Determinar

Capacidad de reservorio

Dimensionar el canal rectangular y trapezoidal.

Perdida por infiltracin

Diseo de reservorio de pirmide truncada

Costos de movimiento de tierras y precios de geomembrana

Datos

ETC: 5 mm/da

Turno de riego: 12 horas cada 7 das.

Ef.: 80%

rea del terreno: 20 Has.

Infiltracin (Ib): 20mm/hora

Suelo arenoso

Coeficiente de rugosidad (n): 0.016

Pendiente:

De a cuerdo con el grfico:


Procedimiento

1. Primero determinamos las necesidades hdricas del terreno.

Por lo tanto la lamina bruta (Lb) es de

. Como nuestro terreno es de 20has

calculamos el volmen de requerido por el terreno.

2. Como nuestro turno de riego es de 12 horas cada 7 das, procedemos a calcular el

volmen de nuestro reservorio.

Como

en 7 das nuestro volmen ser de

3. Para dimensionar el canal necesitamos el caudal necesario para llenar el reservorio en 12

horas.

200m

199m

Reservorio

20has

Canal


Considerando de acuerdo a nuestro

un caudal de seguridad de

. Es decir una eficiencia del 81%

Datos para diseo de canal rectangular en mxima eficiencia:

Demisiones de tirante y base en Max Ef:

Coeficiente re rugosidad: 0.016

Pendiente:

Hallamos las dimensiones de un canal rectangular usando Hcanales.

Datos para diseo de canal trapezoidal en mxima eficiencia:

Demisiones de tirante y base en Max Ef:

( )

Talud Z: 1


Coeficiente re rugosidad: 0.016

Pendiente:

Hallamos las dimensiones de un canal trapezoidal usando Hcanales.

4. Para hallar las perdidas por infiltracin (PI) en canal trapezoidal desarrollamos la siguiente

ecuacin.

Datos

Permetro mojado (Pm): 1.82m

Longitud del canal (Lc): 2000m

Infiltracin bsica (Ib): 20mm/hora

Es decir que el

, como nuestro caudal es de 0.250m3/seg y el

caudal real es de 0.230m3/seg, tenemos una eficiencia de canal (Efc) del 0.92%.


Como el canal estar operativo durante 12horas, tenemos.

( )

cada da de riego.

5. En el diseo de reservorio de pirmide truncada tenemos.

a. Clculo de volmen ptimo del reservorio.

El volumen necesario de reservorio para irrigar el terreno es

Considerar una altura muerta de 0.5m

Formula para volumen de pirmide truncada

( )

Usando algunas iteraciones en Excel elegimos las demisiones mas adecuadas

Altura h: 4m

Base menor: 40.5

Base mayor: 70m

( )

b. Ahora calculamos las dimensiones reales del reservorio considerando una altura

muerta hm de 0.5m y un borde libre blde 0.3m.

Clculo de la nueva altura, considerando hm y bl

b m

B m


Clculo de nueva base mayor y menor

Haciendo las correcciones en Excel tenemos:

Altura h: 4.8m

Base menor: 38.66m

Base mayor: 72.2m

( )

Es por eso que el nuevo volmen es de 10543.9747m3 esto sera el volmen de

movimiento de tierra.

Dimensiones del reservorio

6. Costos de movimiento de tierra y geomembrana

72.2m

4.8m

38.66m

0.6 m

0.5m 0.5m

0.6m


a. Para el movimiento de tierra se tiene que el volmen de tierra a mover es de

10543.9747m3 10544m3

El terraplenado y la construccin de los estanques

La relacin entre metros cbicos extrados y metros distribuidos, vara principalmente

con la caracterstica de compactacin del suelo. Generalmente se utiliza una relacin

corte: aterrado de 1:1 cuando se prevee un buen trabajo de compactacin y se retira entre

5 y 10% de suelo superficial. El productor deber optar por el mejor equipamiento

disponible para la construccin de su emprendimiento. Los mejores equipamientos, a

pesar de costar ms caros por hora trabajada, normalmente tienen un rendimiento que

compensa ese costo. Es fundamental exigir operadores de maquinaria bien entrenados

con el manejo de su equipo. En casos crticos un operador bien entrenado puede rendir el

doble de lo que rinde uno con poca experiencia.

Con fines prcticos optamos por escavar la mita de volumen y el resto compensarlo con la

distribucin del suelo para evitar gastos en volquetes y maquinaria para la eliminacin de

suelo.

Maquinaria a usar

Scrappers (o traillas), funcin de corte, relleno y compactacin

El scrapper o trailla, consiste en un equipo que corta y extrae la tierra en lminas,

pasndola a una tolva que la acumula en su parte superior, procedindose posteriormente

a su descarga en el sitio seleccionado. Independiente del tamao de los estanques, el

equipamiento ms eficiente para la construccin es el scrapper tirado por tractores,

que realiza la extraccin, o transporte para la deposicin y la compactacin del suelo

durante la elevacin de los taludes. Para obtener una buena eficiencia en el terraplenado

es fundamental que la potencia del tractor sea adecuada al tamao del scrapper. Se

debe tambin tener en cuenta la textura del suelo en esta ecuacin, puesto que los suelos

arcillosos exigen mayor potencia de tractor. Por ejemplo, un scrapper de 7m3 en suelos

leves, se realiza el servicio con tractores de 180CV. Preferentemente, los tractores deben

poseer una trocha de 4x4 para disminuir su patinado.


Retroexcavadora La retroexcavadora es un equipo verstil, casi siempre presente durante el proceso de construccin de los estanques. Sirve como equipo de apoyo a los equipos que estn movilizando la tierra bruta, abriendo zanjas, retirando piedras y cargando material, entre otras funciones. Las retroexcavadoras se utilizan en la construccin de canales o en la apertura de zanjas para la colocacin de caos. En la construccin de los canales es recomendable que la retroexcavadora tenga un cucharn trapezoidal que abra zanjas de paredes inclinadas, reduciendo el riesgo de desmoronamiento de las paredes de la fosa. Despus, en el trmino de la construccin, se ver si es posible y econmicamente justificable, la permanencia de la retroexcavadora en el emprendimiento; ya que es de gran utilidad para servicios de rutina como el cargado y distribucin de cal, la cosecha mecanizada, el mantenimiento de las zanjas y los pequeos movimientos de tierra.

Compactacin

La tierra depositada sobre el dique debe desparramarse (por medio del tractor o motoniveladora) en camadas menores a 20cm y sometidas a compactacin. El equipo compactador debe pasar una


y otra vez sobre el material, hasta que las marcas del propio equipo sobre el suelo compactado sean mnimas.

Para efectos prcticos consideraremos para la extraccin del suelo la mitad del volumen total del

reservorio, pues se empleara la otra mita en formar el terrapln que complete el volumen del

reservorio. Consideraremos tambin una densidad de suelo suelto de 130% de la densidad natural.

Clculos

Para el clculo de los costos consideramos el precio en dlares sobre m3

Maquinaria para operacin de corte y relleno

Precio $/m3 Volumen Precio en $

Scrapper y tractor (corte y compactacin)

6 4797.52 28785.12

Retroexcavadora 3 2056.08 6168.24

TOTAL 34953.36

Precio de geomembrana

Datos para hallar rea total

Datos de reservorio pirmide trunca

En m

Permetro mayor 288.834

Permetro menor 147.276392

En m2

rea mayor 5214.06747

rea menor 1355.64598

rea lateral 1048.2284

rea Total 7617.94185

rea total aproxima es de 7617.94185 m2 7620m2

rea Precio ($/m2) Precio en $


Geomembrana (1mm) 7620 5 38100

Instalacin 7620 1 7620

total 45720

Costo total de ejecucin del proyecto es de:

Costo total de

ejecucin de la obra

80673.36 $

Conclusiones

El volumen necesario de agua para las 20 has es de 8750m3.

Las dimensiones del canal trapezoidal son:

Smbolo Valor

Tirante y 0.49m

Base b 0.41m

Froud F 0.31 (subcrtico)

Espejo de agua T 1.41m

Talud Z 1

Las perdidas por infiltracin fue de

, como nuestro caudal es de

0.250m3/seg y el caudal real es de 0.230m3/seg, tenemos una eficiencia de canal (Efc) del

0.92%. Como el canal estar operativo durante 12horas, tenemos.

( )

cada da de riego.

En sitios planos, los estanques deben mantener una profundidad de agua de por lo menos

1,0m, para evitar el fcil desarrollo de plantas acuticas y algas filamentosas, que puedan

dificultar el acceso de los organismos al alimento, perjudicar las cosechas y ocasionar

problemas en la calidad del agua. Las reas ms profundas de los estanques debern

poseer entre 1,50 y 2,50m. Deben evitarse las profundidades por encima de los 3,00m, ya

que favorecen la estratificacin trmica del agua y promueve la formacin de zonas

anaerbicas (sin oxgeno) en el fondo de los mismos.


Para el movimiento de tierra se tiene que el volmen de tierra a mover es de

10543.9747m3 10544m3 ; que es el rea total de la pirmide trunca (reservorio).

En nuestro caso el estanque se encontraba en nuestro terreno para cultivo por ello para

optimizar el rea decid aumentar la profundidad as esto signifique aumentar costos.

Cuanto ms profundo sea el estanque, mayor ser el movimiento de tierra durante la

construccin. De esta forma, la construccin de estanques muy profundos encarece

demasiado la obra, sin traer grandes beneficios a la produccin. La profundidad del agua

debe aumentarse en los bordes libres de los taludes. Esta vara de acuerdo con el tamao

de las olas que forme el viento (que generalmente es proporcional al tamao de los

estanques) y la flexibilidad deseada para el almacenamiento extra de agua (factor

importante en algunas situaciones). Cuanto mayor es el estanque, mayor deber ser su

borde libre. Como sugerencia general, estanques de hasta 5.000m2 deben tener un borde

libre de entre 0,30 y 0,40m. Estanques entre 2 y 4ha deben tener borde libre entre 0,40 y

0,50m.

Como la textura de nuestro suelo (arenoso), hizo optar por un talud de 1:3.3

aproximadamente.

Con los datos aproximado para estimar el precio obtuvimos como precio de ejecucin de

obra un valor de 80673.36 $

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