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DISEÑO DE OBRA DE TOMA
COMUNIDAD : CAMPO LARGO
DISTRITO : 6
SISTEMA : 1
GALERIA DE FILTRANTE BASADO EN LA NB - 689
PARAMETRODE DISEÑO
Caudal maximo diario l/s = 1.666
Ancho del Rio donde se emplazara la toma (m) = 12
Caudal minimo Aforado en el Rio (l/s) = 3.5
Caudal de Maxima Cresida del Rio (m3/s) = 15.668
Tipo de Material Predominate en el lecho del Rio 3
K = 350 3
Tirante maxima Crecida (m) = 1.436
PROFUNDIDAD DE LA GALERIA
La profundidad de la galeria esta determinada por 5 factores.
31- La profundidad a la cual se puede captar el maximo flujo2- La profundidad de la roca si existe
3- La maxima profundidad de excavacion 4- La maxima profundidad desde la cual si puede dominar el area de servicio5- La minima profundidad para evitar problemas de erosion
Calculo de la Socavacion maxima
X = Factor que depende del tipo de tramoY = Profundida minima del flujo aguas debajo de la estructura en pies
f = factor de aluvion de Lacey q = Descarga maxima en pies2/seg
cm/sm/s m/diaUnidad de la Permeabiliad
Smax=X∗R−Y ( pies )
R=0 .9∗(q2f )13
Determinacion del Valor medio de " X "
Tipo de Tramo del Rio 1
X = 1.25
Tipo de Material del Rio 7
f = 2.75
Calculo de la Socavacion
Y = 4.75 pies
q = 14.32 pies2/s
R = 3.79
Smax = -0.02 pies
Smax = -0.01 m
PROFUNDIDAD DE SOCAVACION DE POR DEBAJO DEL LECHO DEL RIO
Ds = -1.44 m
CALCULO DEL TIRANTTE CRITICO
q = 1.31 m3/s/m
Yc = 0.56 m
1.3Yc = 0.73 m
1.5Yc = 0.84 m
Ho = 0.73 m
V = 2.34 m/s
V2/2g = 0.28 m
P = -1.00 m
Hd = 0.45 m
Determinacion del Factor de Aluvión de Lacey " f "
1 .3Yc≤Ho≤1 .5Yc
Ho=Hd+V2
2g
V=QA
=q∗bHd∗b
=qHd
Diseño Hidráulico de la Galeria de Infiltracion
Tipo de Fuente que presenta el Rio1
Diseño de la Obra de TomaGaleria Filtrante
i = 5 %m = 1 m Espesor Promedion = 0.013
Qd = 1.666 l/s
T = 350
Coeficiente de Permeabilidad (K)
K= T/m
K = 350
Area por unidad de ancho del acuifero (A)
A = m * a a = 1 metro de ancho de acuifero
A = 1
Rendimiento del Acuifero (Ley de Darcy)
Qu = K i A
Qu = 17.5 0.0002025463
Longitud de la Galeria
8.0 ml Coeficiente de Seguridad = 11
8 ml 23
Esquema: 45
Numero de Tuberias= 1Longitud c/Tub= 8 m
Ancho pared= 2 mLong c/Tub = 10 m
m3/m dia
m3/dia/m2
m2
m3/dia m = m3/s m
LG = Qd/Qu
LG =
LG =
Ltubo Apared
Caudal de diseño por tuberia:
140 0.00162037
140
1.620 l/s
Calculo del diametro :
Diametro minimo = 4 plg
v = 0.005 m/mn = 0.010
D = 0.074 m = 2.901 plg
D = 4 plg
Area Abierta
Ve = 0.03Cc = 0.55
Aa = 0.0123
Diámetro de las perforaciones
2
1 "
Q tramo = m3/dia = m3/s
Q total = m3/dia
Q total =
Aa = Area abierta (m2)
Qu = Caudal de diseño por unidad de longitud (m3/s)
Ve = Velocidad de entrada (m/s) Recomendado 0.03
Cc = Coeficiente de contracciòn (0.55)
m2/m
D85 =
Φ aberturas =
0 .6m /s≤v≤1 .5m / s1%≤i≤5%
D=0 .82∗Q38
Aa=Qu
V e∗Cc
D85de la grava del forro filtrante
diámetro de las aberturas≥2
Número de perforaciones
0.00050671
25 perforaciones/m
DISEÑO DEL FILTRO
Espesor en cm
1ra Capa 25 2 1/4 2da Capa 25 3/4 1/4 3ra Capa 25 1/4 1/16Fr
Diseño de la tuberia de Recoleccion
Caudal 1.620 l/s
C = 130 PVC
Diametro = 1 pulg
Longitud = 18 m
Velocidad = 3.20 m/s ok Autolimpiante
Diseño de la Tuberia vertido de Exdencias
Qv = Qt-Qd
Qv = -0.046 l/s
C = 130 PVC
Diametro = 1 pulg
Longitud = 9 m
Velocidad = -0.09 m/s falla Disminuir Diametro
A perforaciones = m2
# perforaciones =
Dmax(pulg) Dmin(pulg)
¿ perforaciones=Area Abierta
Area perforaciones
DISEÑO HIDRÁULICO DE LA OBRA DE TOMADISEÑO DE PRESA DERIVADORA PARA GALERIA FILTRANTE
Datos para el diseño:→ Caudal de crecida "Caudal máximo": Qmax= 15.668 m^3/seg→ Caudal de demanda "Caudal de diseño": Qdiseño= 0.002 m^3/seg→ Ancho del rió "B": B= 12.00 mtrs.→ Altura del azud "P": P= 1.60 mtrs.→ Pendiente media del rio "S": S= 1.00 %→ Coef. de rugosidad de Manning (lecho del rió) "n" n= 0.025 [-]
► Determinación dela altura de socavación.- Para la determinación de la altura de socavación se hará uso dela fórmula propuesta por Lacey, que es la siguiente:
Donde: Ds: Profundidad de socavación, en [mtrs].q: Caudal unitario, en [m^3/seg/mtrs].f. Factor de Lacey, [-].
El cálculo del caudal unitario se realiza con la siguiente expresión:
Donde: q: Caudal unitario, en [m^3/seg/mtrs].
B Ancho del rió, en [m] Para el cálculo tenemos los siguientes datos:
15.668 [m^3/s] B= 12 [m] Por lo tanto el caudal unitario es igual a: q= 1.306 [m^3/s/m]
Con el caudal unitario pasamos a calcular la profundidad de socavación, haciendo uso dela ecuación presentada con anterioridad, para lo que tenemos los siguientes datos:
q= 1.306 [m^3/s/m] f= 2.75 [-]
Tabla #1Material Valor de f
Rocas masivas (diámetro 70 Cm) 40 Rocas. 38 Pedrones y lajas. 20 Piedras y lajas.. 6
4.7 Arenas gruesas . 1.52 Arenas medianas. 1.3 Limos estandar. 1 Limos finos. 0.85
y gravas gruesas). Por lo tanto la profundidad de socavación, es igual a: 1.151 [m]
Esta profundidad de socavación se mide por debajo de la superficiede agua de la máxima crecida.
ubicación del obra, para nuestro caso vamos a adoptar el valor de: 1.25 Valor que corresponde a las obras de toma que se encuentran en un tramo recto o en una curva moderada. Por lo tanto la profundidad de socavación corregida será igual a:
Para el cálculo tenemos que: 1.439 [m].1.500 [m].
QMAX: Caudal de crecida, en [m^3/seg]
QMAX=
Piedras pequeñas y gravas gruesas.
Debemos indicar que el factor de Lacey fue tomado dela tabla # 1 (Que corresponde a piedras pequeñas
DS=
Al valor calculado de DS se le debe afectar por la constante de socavación KSA que depende de la KSA=
DSA=DSA=
DS=1.35∗( q2f )13
q=QMAX
B
DSA=K SA∗DS
► Determinación del tirante máximo.- Para el cáculo del tirante máximo que se poroduce en el momento dela crecida utilizaremos la ecuación de Manning, que es la siguiente:
Donde:n: Coeficiente de rugosidad de Manning.[-]
S: Pendiennte media del lecho del rió, [-].A: Área de la sección transversa, en [m^2].
Sabiendo que el área es igual: Teniendo como base: B= 12.00 [m]
Por lo tanto:
Y además teniendo los siguientes datos, determinamos el tirante máximo.15.668 [m^3/s] n= 0.025 [-]
S= 0.01 [m/m] 60.371610467
Bajo esas condiciones tenemos que: 1.436 mtrs.
Por lo tanto tenemos que la profundidad de socavación por debajo del lecho del rió es igual a:
Sabiendo que: 1.500 [m].1.436 [m].
Por lo tanto tenemos que: 0.1 [m].
► 2.- Cálculo de la carga hidraúlica sobre el vertedero.-
Determinación del tirante crítico, se lo realiza con la ecuación siguiente:
Donde: q: Caudal unitario, en [m^3/seg/mtrs].g: Aceleracion de la gravedad, en [m/seg^2]
Para el cálculo tenemos los siguientes datos:
q= 1.306 [m^3/s/m] g= 9.81 [m/seg^2] Por lo tanto tenemos que: 0.558 [m]. La carga hidraúlica más el valor de la carga de velocidad, es igual.
Adoptando el mínimo valor tenemos que Ho es igual a: Ho= 0.725Ho= 0.800 [m]
Ho: Es la carga hidraúlica, más la carga
de velocidad
QMAX: Caudal de crecida, en [m^3/seg]
RH Radio hidraúlico, en [m]
QMAX=
YMAX=
DSA=YMAX=
dSA=
YCRÍTICO=
QMAX=1n∗R
H
23
∗S12∗A
AMAX=B∗Y MAX
pMAX=B+2∗Y MAX
d S=DS−Y MAX
QMAX=1n∗R
H
23
∗S12∗A
AMAX=B∗Y MAX
pMAX=B+2∗Y MAX
AMAX=12∗Y MAX
pMAX=12+2∗Y MAX
d S=DS−Y MAX
YCRÍTICO=3√ q2g
1 .3∗YC≤HO≤1.5∗YC
Además sabemos que:Donde: Ho: Carga hidraúlica con carga de velocidad,en [m].
Hd: carga Hidraúlica sin carga de velocidad, en [m].V: Velocidad del flujo de aproximación, en [m/s].
La velocidad del flujo de aproximación se calcula con la ecuación siguiente:
Donde: V: Velocidad del flujo de aproximación, en [m/s]. Q: Caudal de máxima crecida, en [m^3/s]A: Área en consideración, [m^2].
Por lo tanto se tiene que:
Entonces se tiene que la carga de velocidad es:
Iterando la ecuacion anterior se tiene que:Hd= 1.771 [m].
1.0534177228
► 3.- Determinación del coeficiente de descarga "C" del vertedero.- Para determinar el coeficientede descarga del vertedero se tiene como parámetros básicos los siguientes:
P= 1.60 [m]. Ho= 0.800 [m]. El coeficiente de descarga del vertedero se determina mediante una gráfica cuyo parámetro de entrada es la relación siguiente:
Por lo tanto se tiene que: P/Ho= 2.000 [m].
Con la relación antes caculada se tiene que: C= 2.1Valor tomado del ábaco para la expresiónP/Ho
Por lo tanto el caudal sobre el vertedero es igual a:
Donde: Ho: Carga hidraúlica con carga de velocidad,en [m].L: Longitud de la cresta del vertedero, en [m].Qv: Caudal que pasa por la cresta del vertedero, [m^3/s].
Para el cálculo tenemos los siguientes datos:C= 2.1 [-] L= 12.00 [m].
Ho= 0.800 [m].Por lo tanto se tiene que: Qv= 18.0316522 [m^3/s]
Qv= 18.1 [m^3/s]
SE CUMPLE QUE: <15.668 [m^3/seg] < 18.100 [m^3/seg] Cumple !!!
Qmáx Qvertido
HO=H d+V 2
2∗g
V=QA
PHO
⇒ QV=C∗L∗HO
32
HO=H d+V 2
2∗g
► 4.- Características del vertedero.- La forma de la napa del flujo sobre el vertedero de cresta afilada se puede interpretar por el principio del proyectil. El perfil con Cimacio tipo Creager es el más recomendable y comúnmente empleado para cortinas de desborde , cuya fórmula utilizada es la siguiente:
Donde: Hd: Carga sobre la cresta del vertedero, en [m].Y: Coordenada vertical del perfil tipo Creager, [m].X: Coordenada horizontal del perfil tipo Creager, en [m]
Para determinar el perfil con Cimacio tipo Creager se necesitan conocer los siguientes parámetros:
Hd= 1.771224 [m].
Para determinar la forma del perfil tipo Creager se cuenta con las siguientes expresiones:
→ Xc = 0.283*Hd Entonces se tiene que: Xc= 0.501 [m].→ Yc = 0.126*Hd Entonces se tiene que: Yc= 0.223 [m].→ R1 = 0.530*Hd Entonces se tiene que: R1= 0.939 [m].→ R2 = 0.234*Hd Entonces se tiene que: R2= 0.414 [m].→ R1 - R2 = 0.296*Hd Entonces se tiene que: R1-R2= 0.524 [m].
Haciendo uso dela ecuación anterior se tieneque las cordenadas del Cimacio son las siguientes:
Por lo tantop se tiene que:
X 0.00 0.93 1.35 1.68 1.96 2.21 2.44Y 0.00 -0.27 -0.53 -0.80 -1.07 -1.33 -1.60
La longitud total es igual a :Donde: LT: Longitud total, en [m].
XF: Coordenada horizontal al extremo del Cimacio, [m].Xc: Distancia horizontal al eje de cooordenadas, [m].
Para el cálculo se los siguientes datos:2.4385 [m]. Xc= 0.501 [m].
Por lo tanto la longitud total es: 2.9398 [m].
► 5.- Diseño del cuenco de disipación.- Cálculo de la velocidad y tirante al pie del Cimacio, se realiza con la ecuación siguiente:
Donde: V1: Velocidad del fluido aguas abajo del azud, en [m/s]Hc: Carga de Velocidad y Tirante Critico, en [m].g: Aceleración dela gravedad, [m/s^2]
Para el cálculo tenemos los siguientes datos:g= 9.81 [m/s^2].B= 12.00 [m].
Hc= 0.837 [m]Q= 15.668 [m^3/s]
Por continuidad sabemos que: Por lo tanto: 1.55095327
Y1= 0.717 [m]. Teniendo como datos :
V1= 1.821 [m/s^2] Por lo tanto se tiene que.
XF=
LT=
Y=−0 .5∗ X1 .85
Hd0 .85
Y=−0 .5∗X1.85
Hd0.85
−X=(2∗Y∗Hd0 .85 )10 .85
LT=X F +XC
Q=V 1∗A1
P+Hc= y1+( QB∗y1 )
2
2g
→ Cálculo de la longitud y profundidad del cuenco.-
Cálculo del # de Froude en la sección 1, se realiza con la fórmula siguiente:
Donde: V1: Velocidad del fluido aguas arriba del azud, en [m/s]g: Aceleración dela gravedad, [m/s^2]D1: Valor del tirante al pie del Cimacio, [m].F1: Número de Froude, al pie del Cimacio.[-].
Teniendo como datos : V1= 1.821 [m/s^2]g= 9.81 [m/s^2].
D1= 0.717 [m]. Por lo tanto se tiene que. F1= 0.686 Lo que nos indica que
tenemos flujo supercrítico → Cálculo del tirante conjugado.- El cálculo del tirante conjugado se realiza con la siguiente expresión:
Donde: Y1: Valor del tirante al pie del Cimacio, en [m].Y2: Valor del tirante conjugado, en [m].F1: Número de Froude, al pie del Cimacio.[-].
Para el cálculo se los siguientes datos:0.7172 [m]. F1= 0.686 [m].
Por lo tanto el tirante conjugado, es igual a: Y2= 0.424 [m].
→ Cálculo de la longitud del cuerpo de disipación.- La longitud del cuenco de disipación se calcula con la siguiente ecuación:
Donde: Y1: Valor del tirante al pie del Cimacio, en [m].Y2: Valor del tirante conjugado, en [m].Ls: Longitud del cuenco de disipación.[m.].
Para el cálculo se los siguientes datos:0.7172 [m]. Y2= 0.424 [m].
Por lo tanto la longitud del cuenco de disipación es igual a: Ls= -1.46 [m].Ls= -1.50 [m].
→ Cálculo de la profundidad del cuenco de disipación.-
La profundidad del cuenco de disipación se calcula con la fórmula siguiente:
Donde: P: Profundidad del cuenco de disipación.[m.].Y2: Valor del tirante conjugado, en [m].Yn: Valor del tirante normal aguas abajo del cuenco de disipación, en [m].
Teniendo como datos:Y2= 0.424 [m]. Yn= 1.436 [m].
Por lo tanto la profundidad del cuenco de disipación es igual a:
P= -0.66 [m].
Y1 =
Y1 =
F1=V 1
√ g∗D1
Y 2Y 1
=12(√1+8∗F12−1 )
LS=5∗(Y 2−Y 1)
P=1.15∗(Y 2−Y n )
► 6.- Cálculo de la fundación del azud.- A.- GASTO DE FILTRACIÓN.- El gasto de filtración corresponde al diseño hidráulico, pero no es de tomarse en cuenta, dada la poca altura que en general tienen los vertederos tipo cimacio en las pequeñas obras hidráulicas.
Determinación de la subpresión.- La subpresión se determina con el siguiente procedimiento:
B.- LONGITUD DE FILTRACIÓN.- La longitud de filtración se determina con la siguiente expresión:
Donde:C: Coeficiente de filtración, es edimensional.Pv: Diferencia de nivel entre la cresta del cimacio y la plantilla del canal de acceso, en [m].Lf: Longitud mínima de filtración, en [m].
Para la determinación del coeficiente de filtración existen tablas a las que se ingresa con el tipo de material sobre el que se raliza la cimentación.
Para el calculo se tiene los siguientes datos: Para cascajo, grava y arena de tablas se tiene que: C= 3.000 [-].
Pv= 2.257 [m]. Por lo tanto se tiene que la longitud de filtración es igual a: Lf= 6.772 [m].
De la longitud del recorrido del agua, se estima que: Las longitudes horizontales equivalen a un tercio del igual recorrido vertical, y las verticales se consideran integras, determinandose una longitud compensada con la siguiente fórmula:
Donde:
Lce: Longitud compensada, en [m].
LH: Suma de recorridos horizontales de filtración, en [m].
LV: Suma de recorridos verticales de filtración, en [m].
Lf=C∗Pv
LCe=LH3
+LV
Para este caso, en que se anotan las dimensiones de la sección de control y del tanque amortiguador, se tienen las siguientes longitudes del recorrido del agua:
Suma de recorridos horizontales: 1.94 [m]. Suma de recorridos verticales: -1.28 [m].
Por lo tanto tenemos que: -0.64 [m].
Verificamos si se cumple la siguiente condición:
-0.64 > 6.772 No cumple !!!
C.- SUBPRESIÓN.- La subpresión es una fuerza vertical hacia arriba, ejercida por el agua que satura la cimentación de una estructura hidráulica. Esta fuerza se debe considerar en el análisis de la estabilidad de la losa del tanque amortiguador, con el fin de darle el espesor y el peso suficienete para evitar su falla por flotación. La presión hidrostática unitaria se calcula con la fórmula siguiente:
Donde:P: Presión unitaria, en [Kg/m^2].W: Peso específico del agua, en [Kg/m^3].H: Carga hidrostática, en [m].
Si se considera 1 m^2 como superficie unitaria se tiene la presión hidrostática total calculada con la ecuación anterior. La subpresión es una parte de la presión hidrostática total, o como máximo igual a ella, y se obtiene con la fórmula:
Donde:
C': Factor de subpresión, adimensional; este factor depende de la permeabilidad del material de la cimentaciónpara sudeterminación existen tablas.
MATERIAL C'Cimentación de roca sana 0.25Cimentación de roca de mediana cali 0.50Cimentación de material permeable 1.00
LH=LV=
Lce=
Spx: Fuerza de subpresión en un punto x, en [kg].
LCe> Lf
P=WH
SPX=C 'WH
Para los distintos puntos de la cimentación del Cimacio y del tanque amortiguador, la carga hidrostática H, se integra en la fórmula siguiente:
Donde:H: Carga hidrostática, en [m].h: Distancia vertical entre las elevaciones de la cresta del cimacio y el deflector, en [m].h': Distancia vertical entre las elevaciones del punto donde se inicia la filtración y el punto "x" considerado, en [m].
con respecto al punto donde se inicia la filtración, en [m].
El término substractivo es:
Que es la carga que se pierde en el recorrido, en [m].
Sustituyendo la ecuación anterior en la ecuación principal se tiene que:
Realizando las siguientes consideraciones en la ecuación anterior: Para una cimentación de material permeable: C'= 1.0 [-]. Peso específico del agua: W= 1000.0 [kg/m^3].
Tenemos que:
Que es una ecuación que permite determinar el valor de la subpresión
Para el presente trabajo tenemos los siguientes datos:
Distancia vertical entre las elevaciones de la cresta del cimacio y el deflector:
1.600 [m].
-0.638 [m].
-2.5082 [m].
Lcx: Longitud compensada del punto "x" considerado
Lce: Longitud compensada de filtración, en [m].
h=
Lce=
h/Lce=
H=h+h '−hLCe
∗LCX
hLCe
∗LC X
SPX=C 'W (h+h '− hLCe
¿ LCX)
SPX=1000(h+h '− hLCe
¿ LC X)
Los valores de h' y Lcx para las aristas de la cimentación se presentan como un resúmen en la siguiente tabla:
Punto "x"h' Lcx
[m]. [m].B -1.44 -1.44C -1.44 -0.94D -1.94 -0.44F -1.94 2.50G -1.44 3.00H -1.44 3.50I -0.78 4.00
Substituyendo los valores de h' y Lcx en la fórmula anterior se obtienen las subpresiones en las aristas de la cimentación resultados que se presentan en la siguiente tabla:
-3460
-2206
-1451
5922
7676
8930
10842
La porción mas desfavorable de la estructura en cuanto a subpresión es la losa del tanqUe amortiguador; por lo que al diseñarla ésta para garantizarla contra la flotación, el cimacio y el deflector con mayores espesores de mamposteria, estan sobradamente garantizados. La subpresión en el inicio de la losa se determina en función de las subpresiones en los puntos D y E según la figura:
-7374 [Kgs].
Longitud entre los puntos D y F: 1.84 [m].
Longitud entre los puntos D y E: 1.44 [m].
Realizando una distribución en forma proporcional tenemos que:
4319 [kgs].
SpB=
SpC=
SpD=
SpE=
SpF=
SpG=
SpH=
SpD-SpF=
LD-F=
LD-E=
SpE=
SPX=1000(h+h '− hLCe
¿ LC X)
D.- ESPESOR DE LA PLANTILLA.-
anteriormente citada y la subpresión "Spx" el espesor mínimo del tanque amortiguador se calcula a partir de las siguientes consideraciones:
Para tener una situación de equilibrio, a la subpresión por m^2 habra que oponer un peso"W" de la plantilla, o sea:
Donde:W: Es el peso correspondiente a 1 m^2 de plantilla de espesor "e" y de peso específico "Wm", luego:
Para tener un factor de seguridad se incrementa un 33 %, dando como resultado la siguiente expresión:
Despejando tenemos que:
Con la fórmula anterior se determnina el espesor mínimo de la plantilla: Conocido el valor de la subpresión en el inicio de la losa, para calcular el espesor de la losa se utiliza la ecuación anterior.
Para el cálculo se tienen los siguientes datos:SpE= 4318.930 [kg].Wm= 2200.0 [Kg/m^3].
Por lo tanto tenemos que: e= 1.476 [m].
E.- DRENES.-
Como el valor de la subpresión es elevado al inicio de la losa y por lo mismo se obtiene un espesor grande, se debe colocar un dren que abata la subpresión. En la losa del dren se considera que la subpresión se abate a la mitad del valor que tiene si no se coloca el dren. Este abatimiento de la subpresión se refleja necesariamentehacia aguas abajo. Al abatirse la subpresión a la mitad de su valor el espesor de la losa se reduce en la misma proporción en este caso tenemos que:
Por lo tanto tenemos que: e'= 0.800 [m].
Asumiendo un valor tomando en cuenta que sea constructivo tenemos que:
e'= 0.800 [m].
Para diseñarlo se requiere conocer la longitud de filtración compensada de la estructura "Lce"
Sp X=W
Sp X=1.33∗e∗Wm=eWm
e=S pX
1.33W m
e '=e2
S pX1.33
=eW m
Si el espesor de la losa resulta diferente al propuesto al diseñarla, se requiere hacer los afines necesarios a partir del calculo de la longitud de filtración.
→ Cálculo del espesor de la loza del fondo del cuenco.-
El espesor de la loza esta dado por la ecuación siguiente:
Ecuación en la que:e: Espesor de la losa, en [m].SpA: Subpresión en el punto A.h2: Tirante del flujo al pie del Cimacio, [m].
Para el cálculo se tiene que:SpA= 7.676 Ton. -1.451499 h2= 0.424 [m]. 0.717
1 [Ton/m^3] 1 2.2 [Ton/m^3] 2.2
Por lo tanto se tiene que: e= 1.5403 [m]. -1.3143e= 1.6000 [m]. -1.4000
→ Cálculo estructural.-
Determinación de las cargas verticales.-
Se tiene como datos: 2.2 [Ton/m^3]
a.- Peso propio:
A1= 0.307 [m^2] Pv1=A1*γHºCº 0.67 [Ton/m]
A2= 0.358 [m^2] Pv1=A2*γHºCº 0.79 [Ton/m]
A3= 0.358 [m^2] Pv3=A3*γHºCº 0.79 [Ton/m]
A total = 1.02 [m^2] Pv4=A4*γHºCº 0.00 [Ton/m]Sumatoria ∑= 2.25 [Ton/m]
b.- Por sedimentos:
1.5 [Ton/m^3]Tv=b*h*γSedimentos
b= 0.3 [m]. h= 1 [m].Tv= 0.45 [Ton/m]
c.- Por Subpresión.-:PST= 10.842 [Ton/m]
Determinación de las cargas horizontales.-
a.- Empuje aguas arriba:
Para el cálculo se tiene los siguientes datos:h= 1.60 [m]. γW= 1 [Ton/m^3]
Por lo tanto E es igual a:E= 1.28 [Ton/m]
b.- Empuje del sedimento:
Para el cálculo se tiene los siguientes datos:h= 1 [m]. 1.5 [Ton/m^3]
0.42 Por lo tanto E es igual a:
Es= 0.315 [Ton/m]∑= 1.60 [Ton/m]
γW: Peso específico del agua, [Ton/m^3]
γHº Cº: Peso específico del HºCº, [Ton/m^3]
γW= γHºCº=
γHºCº=
Pv1=
Pv2=
Pv3=
Pv4=
γSedimentos=
γsedimentos=KA=
E= γ∗h2
2
ES=γ S∗K A∗hS
2
→ Verificacion de la estabilidad..- a.- Deslizamiento:
Para el cálculo se tiene los siguientes datos:∑Cargas Verticales= -8.59 [Ton/m]
∑Cargas Horizontales= 1.60 [Ton/m]
Asumiendo un coeficiente de fricción de: C= 0.7 Para roca fracturada.
Por lo tanto C es igual a: C= -3.77 > 2.50 b.- Al vuelco.:
Cálculo de momentos (+)Fuerza Brazo [m]. MomentoPor su peso:
PV1= 0.67 [Ton/m] 1.46 0.9869189 Tn/M*mPV2= 0.79 [Ton/m] 1.22 0.9595045 Tn/M*mPV3= 0.79 [Ton/m] 0.49 0.3838018 Tn/M*m
Sumatoria: ∑= 2.3302251 Cálculo de momentos (-)
Fuerza Brazo [m]. MomentoPor el agua:
Ea= 1.28 [Ton/m] 0.53 0.6826667 Tn/M*mPor el sedimento:
Es= 0.32 [Ton/m] 0.53 0.168 Tn/M*mPor la subpresión::
Sp1= 10.8 [Ton/m] 0.22 2.3414775 Tn/M*mTn/M*m
Sumatoria: ∑= 3.1921 Tn/M*m
Asumiendo un coeficiente defricción de: C= 0.7 Para roca fracturada.
Por lo tanto C es igual a: C= 0.730 > 1.50
→ Determinación de las fuerzas en la cimentación..- Determinación del punto de aplicación:
Por lo tanto: P= -0.29 [m]. A partir del talón.
C=∑ C arg as verticales∗Coeficiente de Fricción
∑ C arg as Horizontales>1 .10
P=∑Momentos (+ )
FV
C=∑ Momentos (+ )
∑ Momentos (− )>1.50
COMPUTOS METRICOS OBRA DE TOMA - CAMPO LARGO
Item Designación de Obras UnidadDimensiones (metros)
Nº de partes Vol. Parcial TOTALLargo Ancho Espesor
1 Excavación de Agotamiento -1.51Excavación Galeria 8.00 2.00 -0.01 1 -0.100
Muro de Protección 8.00 0.35 -0.50 1 -1.413
2 Excavación Manual 1.34Muro de Protección 8.00 0.35 -1.44 1 -4.038
Camara Recolectora 1.40 1.00 0.70 2 1.9601.40 1.00 0.20 2 0.280
Camara de Válvulas 1.00 0.80 0.55 2 0.8801.00 0.80 0.20 2 0.160
Ciemiento de Cierre Perimetral 10.00 0.30 0.35 2 2.100
3 HºCº 60 % de Piedra Deplazada 14.29Hº Cº Camara de Recolectora 1.40 0.20 1.10 4 1.232
1.40 0.60 0.20 2 0.3360.60 0.20 0.90 4 0.432
HºCº Camara de Válvulas 1.00 0.60 0.20 2 0.2401.00 0.20 0.80 2 0.3200.60 0.20 0.60 4 0.288
HºCº Muro de Protección 15.14 0.25 1.79 1 6.78915.14 0.25 1.79 1 6.789
HºCº Cimacio 1.02 12.00 1.00 1 12.264
HºCº Cuenco de Disipacion -1.50 12.00 0.80 1 -14.400
4 Cimiento de HºCº 0.14
HºCº Ciemiento 0.60 0.20 0.60 2 0.144
5 Tapa de Hº Aº Camaras 0.25Tapa Camara Recolectora 1.00 0.70 0.06 2 0.084Tapa Camara de Válvulas 0.70 0.65 0.06 2 0.055
Tapa Camara de Limpieza 0.70 0.65 0.06 4 0.109
m3
m3
m3
m3
m3
6 Relleno de Material Filtrante 14.40Grava Seleccionada 8.00 1.00 0.25 1 2.000Arena Seleccionada 8.00 1.40 0.25 1 2.800
Terreno Natural Excavado 8.00 2.00 0.60 1 9.600
7 Fibro fill 120.00
Recubrimiento de Galeria 10.00 12.00 1.00 1 120.000
8 Malla olimpica 40.00
Cierre Perimetral 10.00 1.00 2.00 2 40.000
Item Item Unidad Largo Nº de partes Vol. Parcial TOTAL
9 TUBO PVC Galería de Filtrante ø 4 " ml 1010 1 10
10 TUBO PVC de Recolectora ø 1 " ml 18.00 1.00 18.00 191 1 1
11 TUBO PVCLimpieza y Rebalse ø 1" ml 119 1 91 1 11 1 1
12 TUBO F.G. P/ DRENES ø 2 " ML 16.82.4 7 16.8
Item Designación de Obras Unidad Cantidad Nº de partes Total de Piezas
13 Accesorios Pza 21.00
1 1 1.00 Llave de Paso ø 1" 2 2 4.00 Codo ø 1" 3 2 6.00 Te ø 1" 2 1 2.00 Niple 1" 2 2 4.00 Cupla 1" 2 2 4.00
m3
m2
m2
Chupador ø 4"
COMUNIDAD DE CAMPO LARGO
Item Designación de Obras Unidad Vol. Parcial
1 Excavación de Agotamiento m3 -1.51
2 Excavación Manual m3 1.34
3 HºCº 60 % de Piedra Deplazada m3 14.29
4 Cimiento de HºCº m3 0.14
5 Tapa de Hº Aº Camaras m3 0.25
6 Relleno de Material Filtrante m3 14.40
7 Fibro fill m2 120.00
8 Malla olimpica m2 40.00
9 TUBO PVC Galería de Filtrante ø 4 " ml 10.00
10 TUBO PVC de Recolectora ø 1 " ml 19.00
11 TUBO PVCLimpieza y Rebalse ø 1" ml 11.00
12 TUBO F.G. P/ DRENES ø 2 " ml 16.80
13 Accesorios glb 21.00Chupador ø 4" 1.00Llave de Paso ø 1" 4.00
Codo ø 1" 6.00Te ø 1" 2.00Niple 1" 4.00Cupla 1" 4.00
1 Con Tanque Caudal maximo diario2 Sin Tanque Caudal maximo horario
K (cm/seg) K(m/s) K(m/dia) aprox1 Grava limpia 0.75 75 7502 Arena gruesa limpia 0.55 55 5053 Mezcla de Arena 0.0525 5.25 7.54 Arena fina 0.03 3 35 Arena limosa 0.0006 0.06 1.056 Limo 0.000255 0.0255 0.257 Arcilla 0.000001 0.0001 0.0009
Tipo de Tramo Valor de X1 Recto 1.252 Con Curvas moderadas 1.53 Con Curvas bruscas 1.754 Curvas en angulo recto 2
Valores de fTipo de Suelo
1 Grandes Pedregones y Cantos rodados 202 Piedras y Cantos rodados 153 Piedra y grava 12.54 Piedra, cantos rodados y grava 105 Grava y gravilla 96 Gravilla 4.757 Gravilla y arena 2.758 Arena Gruesa 29 Arena Media 1.75
10 Limo Comun 111 Limo Medio 0.8512 Limo fino 0.613 Limo muy fino 0.414 Arcilla 5
1 Todo acuifero Escurrimiento Propio2 Todo acuifero con Rio3 Parte superior acuifero Escurrimento propio4 Parte superior acuifero con Rio5 Con Recarga Superficial b/a>10 Gran Espesor6 Con Recarga Superficial b/a<10 Poco Espesor
K(m/dia) aprox
DISTRITO 1COMUNIDAD QD l/s TANQUE OBRA DE TOMACHIRIMOLLAR 0.772 SI SILOMA ALTA 0.515 SI SISAUSALITO - BUENA VISTA 0.715 SI SISAN ALBERTO 0.143 SI SISAN ALBERTO-FAMILIA MARTINEZ 0.08 SI SISAN ALBERTO-ANACLETO MARTINEZ 0.08 SI SI
DISTRITO 2COMUNIDAD QD l/s TANQUE OBRA DE TOMALAIME 1.86 SI SI SAN MARTIN 1.88 SI SICORTADERAL 0.08 NO NOEL COMUN 0.06 NO NO
DISTRITO 4COMUNIDAD QD l/s TANQUE OBRA DE TOMALLANADAS 0.58 SI SICHIQUERITOS 0.51 SI SIDISTRITO 5COMUNIDAD QD l/s TANQUE OBRA DE TOMAAGUA BLANCA 2.345 SI SIASTILLERO 0.46 SI SIÑANCAGUAZU 0.05 SI SIYACUNDA 0.4 SI SI
YACUNDA 2 0.15 SI SIDOMINGO MAIRE 0.09 SI SIWALTER CAMACHO 0.26 SI SI REVISARFILIAS JURADO 0.41 SI SISAN MIGUEL 1.07 SI SICAÑITAS 1.17 SI SIARROSAL 0.59 SI SIITAU - LA JUNTA 0.26 SI SI REVISAR
Dimenciones de diseñosAzud Derivador
Ds = -1.4 mP= 1.6 m
Xc= 0.5 mYc= 0.2 mR1= 0.9 mR2= 0.4 m
R1-R2= 0.5 mXF= 2.4 mLs= -1.50 mP*= -0.7 m
Ancho = 12.00 mespesor de loza = 0.8 m
Muro lateral hasta el azud
H = 1.79 mancho= 0.25 m
L= 15.14 m
a cada lado
Azud derivadorX Y
0.00 00.43 0.0640.62 0.1280.78 0.1920.91 0.2561.02 0.321.13 0.3841.23 0.4481.32 0.5121.40 0.5761.49 0.641.56 0.7041.64 0.7681.71 0.8321.78 0.8961.85 0.961.92 1.0241.98 1.0882.04 1.1522.10 1.2162.16 1.282.22 1.3442.28 1.4082.33 1.4722.39 1.5362.44 1.6
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
