1 Exposición bocatoma

7/24/2019 1 Exposicin bocatoma

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Edward Tueros LeccaIngeniero Agrcola

CIP 41678

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TOMA O BOCATOMA

Es una estructura hidrulica construida en un ro con elobjeto de captar y derivar una parte de su caudal.

La toma representa una alteracin a las condicionesnormales del ro

La bocatoma es una de las estructuras hidrulicas mascomplejas para su diseo, aqu juega un papel destacado laexperiencia y conocimientos tericos del ingeniero

proyectista

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OBRAS DE CAPTACIN:

Clasificacin:1 Obras de toma por derivacin directa

Se capta directamente del ro aprovechando el caudal delmomento.

2 Obras de AlmacenamientoPresas que cierran el ro o en otro sitio, reservorios oembalses. Permiten regular la utilizacin del caudal, sealmacenan en avenidas y utilizando en sequas.

(Presa de derivacin es distinto a una presa dealmacenamiento)

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1. Barraje o vertedero (fijo, mvil o mixto)2. Presa no vertedora3. Ventanas de captacin4. Compuertas de captacin5. Poza disipadora o cuenco amortiguador6. Muros guas o de encauzamiento7. Canal de limpia (desgravador)

8. Desripiador y canal de purga9. Aliviadero de excedencias

PARTES DE UNA BOCATOMA


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Clasificacin de Bocatomas:

A) BOCATOMAS DIRECTASSon posibles de disear en cursos de agua defuerte pendiente, y cuando no se quiere tener unaestructura costosa, tienen el inconveniente de que el

lecho del rio puede variar y dejar la toma sin agua ,igualmente en las epocas de estiaje al disminuir eltirante de agua en el rio puede disminuirconsiderablemente el ingreso de agua en la toma.


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Clasificacin de Bocatomas:

B) BOCATOMAS CON BARRAJESSon las ms empleadas ya que aseguran unaalimentacin mas regular, conservan un nivelconstante en la captacin que permite dominar una

mayor rea regable.

Estas tomas pueden presentar tres variantes: Latoma con barraje fijo, la toma con barraje mvil y la

toma con barraje mixto.


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BARRAJE

Es una represa construida a travs del ro con el objetode levantar el nivel de agua del mismo, su altura debe sertal que permita una carga de agua suficiente en la toma,para el ingreso seguro del agua en esta, considerando las

prdidas de carga que se producen en los muros, rejillasy compuertas de seccin en la toma.


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El barraje puede presentar los casos extremos

siguientes:Una presa muy larga y poco elevada en tramosanchos del curso del ro. La solucin es sencilla yaque la presin del agua no es elevada y permite

diseos estables.Una presa corta pero elevada en tramosprofundos del curso del rio. En este caso la presines menor por lo cual la presa ser ms cara , ya

que demandar estribos y cimentaciones masreforzadas .


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Los elementos son:

La presa propiamente dicha La poza de tranquilizacin o colchn de disipacin La zona de proteccin con enrocado


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Son aquellas que tienen una presa solida, paralevantar el tirante de agua frente a las compuertas decaptacin. Crea una carga necesaria sobre el canalde derivacin para que pueda ingresar el caudal de

diseo.

Esta solucin es posible cuando el rgimen del rio esuniforme y la capacidad de captacin de la toma es

menor que la descarga promedio del rio, por lo queno es necesario ninguna regulacin, ya que elexceso de agua pasara encima de la presa.

BOCATOMAS DE BARRAJE FIJO


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Igualmente es aconsejable este tipo de bocatomascuando el rio tiene un transporte de slidos o unacapacidad de transporte apreciable.

Con el objeto de proteger las riveras aguas arriba yaguas debajo de la presa se disean muros deencausamiento y proteccin.

BOCATOMAS DE BARRAJE FIJO


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En este tipo de barraje se consigue la retencin delcaudal y elevacin del tirante mediante el cierre delcurso del rio por un sistema de compuertassostenidas en un conjunto de pilares y adosadas en

sus extremos a los muros de contencin.

Es conveniente esta solucin cuando el caudal de lacaptacin es igual o mayor de la descarga promedio

del rio o cuando la velocidad de flujo no es altadebido a la pequea pendiente del curso del rio .Como consecuencia el transporte de slidos espequeo y no afecta mayormente al sistema decompuertas.

BOCATOMAS DE BARRAJE MVIL


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En la poca de avenidas la toma trabaja con las compuertasabiertas o parcialmente cerradas, de ninguna manera el barrajemvil debe ser un obstculo para el paso del agua; ya que laobstruccin podra causar remansos desfavorables y en otroscasos desbordamientos, por lo que la altura de los pilares y laabertura de compuertas debe calcularse para las mximas

descargas

Es una estructura compuesta por una o mas compuertas quepermiten el paso de las avenidas y slidos y adems tienen lafuncin de eliminar los slidos que pudiesen encontrar aguas

arriba y frente a las ventanas de captacin

BOCATOMAS DE BARRAJE MVIL


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Tienen una parte de la presa integrada por unaestructura solida (Barraje fijo) y una parte integradapor compuertas sustentadas en pilares (Barrajemvil). La parte mvil tiene en ciertos casos murosguas o separadores del barraje fijo que forma uncanal denominado de limpia y un segundo canalseparado por un vertedero de rebose lateral que sirvepara eliminar las gravas llamado tambindesempedradores.

BOCATOMAS DE BARRAJE MIXTO


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Este tipo de bocatoma se adapta mejor alrgimen variable de los ros de la costa peruana,ya que en la poca de estiaje trabajannicamente con la regulacin que se efecta conel barraje mvil, mediante el cierre o la aperturade las compuertas mientras que en la poca decrecidas trabajan con las compuertas de limpiaabiertas y el paso libre del flujo encima delbarraje fijo.

BOCATOMAS DE BARRAJE MIXTO


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Vistas de bocatomas


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Vistas de bocatomas


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Tambin llamada caucasiana, alpina o sumergida. Se tratade una estructura tpica de las partes altas de los torrentesde montaa. Pendientes longitudinales de 40% o ms, quellevan gran cantidad de piedras, poco contenido desedimentos, agua limpia en poca de estiaje.

La captacin se efecta por medio de una rejilla de fondocuyos barrotes se disponen en la direccin de la corriente.La rejilla debe tener una fuerte pendiente, mayor que la del

ro. Los barrotes deben tener un perfil apropiado de modoque las piedras no se atraquen entre ellos. Requierenpermanente mantenimiento en las rejas.

BOCATOMA TIROLESA


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Se utiliza generalmente para captar caudalescomprendidos entre 0,1 y 5 m3/s. Las pendientes de lasrejillas varan entre 1:10 y 1:5.

Inmediatamente debajo de la rejilla se dispone una cmara

decantadora en la que el material slido captado deposita yes luego eliminado accionando una compuerta, llamada depurga, especialmente dispuesta para el efecto.

El agua, libre de sedimentos, se capta por medio de unvertedero ubicado en la cmara decantadora. El agua ascaptada es conducida por el canal hacia la zona deaprovechamiento.

BOCATOMA TIROLESA


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El diseo y operacin de las bocatomas en muchos de

los ros de la costa peruana, presentan problemasespeciales debido a:

a) Inestabilidad fluvial e irregularidad de las descargas

b) Insuficiente informacin hidrolgica

c) Gran transporte slido y de cuerpos extraos

d) Aparicin eventual del Fenmeno de El Nio (FEN).

e) Entre otras.


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En grandes proyectos de aprovechamientos hidrulicos

el costo de la bocatoma representa slo un porcentaje

muy pequeo del costo total. En consecuencia no se

debe escatimar restringir esfuerzos ni tratar de obtener

una estructura econmica, sino que se debe buscar el

mximo de seguridad con buena operacin y

mantenimiento. Por ello se debe ejecutar todos los

aspectos de ingeniera, con la participacin multi

disciplinaria de profesionales.


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Sabemos que para un diseo tenga alta probabilidad

de xito habra que tener, entre otras informaciones,un amplio y confiable registro de datos de campo. Es

muy frecuente que en nuestros proyectos la

informacin hidrolgica sea escasa y de baja

confiabilidad. Generalmente se tiene series histricas

muy cortas, lo que da inseguridad en el clculo de las

mximas avenidas y, como consecuencia, en el

clculo del periodo de retorno de diseo.


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En el planteamiento del diseo y construccin de una

bocatoma es importante considerar el periodo deestiaje del roy considerar la ejecucin de ataguas

(diques provisionales) con material propio tanto

aguas arriba y aguas abajo para aislar la zona de

trabajo . Obra para el desvo temporal del agua del

ro y facilidad en la construccin.

Asumir un tiempo de retorno segn la importancia de la

obra


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Ubicacin:Localizacin del sit io para la derivacin

Se determina en funcin a las condiciones geolgicas,topogrficas e hidrulica del ro.

Se recomienda para evitar la entrada de sedimentos

situar la toma en la orilla cncavo del ro, paradisminuir el azolvamiento de la estructura, las bajasvelocidades y acarreos se presentan en la parteconvexa de la curva.

En general el tramo del ro donde se ubique laderivacin deber ser recto, con cauce definido, sinpeligro de derrumbes y pendiente mas o menosuniforme.


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Localizacin recomendable de la toma en curvas


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Ubicacin:

Cuando la altura entre el ro y el lugar de la utilizacin

del agua (conduccin) es moderada y entre laalternativa de ubicar la obra derivadora cerca u junto ala zona de riego, se puede pensar en varias soluciones:

a) Presa derivadora de poca altura en un lugar distanteaguas arriba del objetivo del proyecto, considerandola colocacin de obras de artes necesarias.

b)Presa derivadora de mucha alturac)Planta de bombeo con toma directa o junto a la zona

de riego

Desde luego la solucin adoptada resulta de un estudiode costos de la estructura, adems de los costos por

operacin y mantenimiento.


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Ubicacin:

Lo recomendable tratndose de una presa derivadora(barraje) es que las laderas del cauce sean losuficientemente altas para evitar las inundaciones de losterrenos ribereos aguas arriba de la presa, debido alfenmeno de remanso. Si no es posible en tramos se

deber prever la construccin de diques o muros deproteccin.

Su ubicacin debe permitir captar en poca de estiaje

Donde el flujo sea lo mas estabilizado y definido


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BIFURCACIN

ngulo de derivacin o de bifurcacinSe llama ngulo de bifurcacin al ngulo formado por el ejedel canal principal y el eje del canal lateral en el lugar de labifurcacin

En una bifurcacin los gastos lquidos y slidos se

distribuyen en proporciones diferentes.


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BIFURCACIN


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BIFURCACIN

De diferentes resultados experimentales se obtuvieron resultados

Q : CaudalQF: Material de fondo


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BIFURCACIN


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BIFURCACIN

Ing. A. Rocha, seala La conclusin que se obtiene sobre lainfluencia del ngulo de derivacin de material slido, luegode analizar las diversas investigaciones efectuadas ydiseos de diferentes pases, es que no hay un ngulo de

bifurcacin ptimo. Se puede decir que la influencia delngulo de derivacin es pequea y no susceptible degeneralizacin


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Aspectos de ingenieria que intevienen:

1. Determinacin de la Demanda

2. Topografa3. Hidrologa

4. Transporte de Sedimentos

5. Hidrulica Fluvial6. Accesos y desvos provisionales

7. Geotecnia

8. Geologa Geodinmica Externa9. Sismicidad (Riesgo Sismico)

10.Impacto Ambiental

11. Procesos Constructivos


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Diseos:

1. Diseo Hidrulico

2. Diseo Estructural

3. Diseo Electromecnico


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Hidrologa:

La Hidrologa constituye la informacin baseindispensable para el proyecto. Los objetivos delestudio hidrolgico son:

a) Saber que en el ro va a garantizar la demanda del

proyecto.

b) Conocer los caudales medios mensuales en elpunto de inters (mximos, mnimos y medios)

b) Conocer las mximas avenidas, porque de lamagnitud de ella depender el tamao y tipo deestructura que se adopte en el diseo y as podergarantizar la estabilidad de la estructura


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Estudio de Transporte Slidos

Sirve para conocer la cantidad y calidad de los sedimentostransportados por la corriente, tanto como material de fondocomo en suspensin.

El transporte slido es una manifestacin fluvial y dependede las caractersticas del ro y de la cuenca.

El conocimiento del comportamiento fluvial y del transporte

de slidos son herramientas valiosas para un diseoadecuado de bocatoma.


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La seleccin del tipo de bocatoma depende de lascaractersticas del ro. Es fundamental determinar la cota de

derivacin en la que se construir la bocatoma, en funcinde las necesidades del servicio. Juega un papeldestacado la experiencia y los conocimientos tericosdel ingeniero proyectista.

Ambiental

Toda construccin en un ro causa alteracin en el equilibrio

ecolgico de la zona.

Debe afectar en lo menos posible a la flora y fauna.Construir pases de peces o camarones, entre otros


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Topografa

- Levantamiento a partir del eje de derivacin, aguas arribaentre 500 a 1000 m y aguas abajo entre 300 a 1000 m(esc. 1:1000 a 1:2000)

- Levantamiento localizado en la zona de la bocatoma(esc. 1:500)

- Perfil longitudinal del ro , entre 500 a 1000 m tantoaguas arriba y aguas abajo (esc. 1:1000)

- Secciones transversales cada 50 m


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Dimensionamientos:

En el diseo de la geometra de la obra de captacin, es

decir, la disposicin de los elementos, se deberndeterminar lo siguiente:

1. Cota de fondo

2. El ngulo de la captacin respecto al eje del ro

3. La altura de la presa de derivacin

4. Dimensiones formas de la presa de derivacin, mvilesy fijos

5. Dimensiones del canal de limpia


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7. Altura y longitudes de los muros deencauzamientos

8. Dimensiones y cota de la ventana de captacin

9. Longitud y desnivel del cuenco amortiguador

10.Longitud y profundidad de la zona de proteccin

11.Dimensiones del desripiador y canal de purga

12.Dimensiones del orificio y canal de admisin

13.Dimensiones de compuertas

14.Dimensiones del aliviadero de excedencias


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SIMULACIN HIDRULICA

A fin de conocer los niveles de agua para las diferentesmximas de avenidas y parmetros hidrulicos en lazona de captacin, con proyecto y son proyecto,considerando los distintos escenarios de operacin dela presa de derivacin (barraje mvil y mixto) es que

se hace necesario realizar el modelamiento hidrulicoen el tramo de inters. Un programa de aplicacin es elHEC RAS.

Objetivos :1. Reproducir las condiciones naturales del ro paradeterminar los niveles de agua y dems parmetroshidrulicos.


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SIMULACIN HIDRULICA


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SIMULACIN HIDRULICA

2. Modelar las estructuras de captacin proyectadassobre el cauce para determinar los niveles de aguay parmetros hidrlicos

3. Evaluacin del rgimen hidrulico del ro bajodiferentes escenarios de operacin de la presa

derivadora

Objetivo especfico:Determinar los niveles de agua durante la

operacin de la presa derivadora. Presentandodiferentes alternativas de aperturas de compuertas.Niveles del rea de inundacin.


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SIMULACIN HIDRULICA

EN EL RO SE REALIZA LA SIMULACIN PARA UNFLUJO GRADUALMENTE VARIADOCORRESPONDIENTES A DIFERENTES TIEMPOS DERETORNOS PARA LA OBTENCIN DE LOSPARMETROS HIDRULICOS.

La modelacin se realiza en base a las seccionestransversales del ro, segn la informacin topogrficade la zona y conforme los requerimientos del programa

HEC RAS


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Ejemplo de aplicacin:


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SIMULACIN HIDRULICA

S C C


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SIMULACIN HIDRULICA


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SIMULACIN HIDRULICA


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SIMULACIN HIDRULICA

.


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SIMULACIN HIDRULICASe puede apreciar que el nivel de agua frente a la toma es de 1 167,28msnm para el TR 500 aos

SIMULACIN HIDRULICA


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SIMULACIN HIDRULICASe puede apreciar que el nivel de agua frente a la toma es de 1 169,58msnm para el TR 500 aos

SIMULACIN HIDRULICA


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SIMULACIN HIDRULICA

S O ( O)


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DISEO DE BARRAJE (VERTEDERO)

La seccin tpica es de forma trapezoidal con cimacio en lacorona

La geometra del cimacio se aproxima a la forma parablicade un chorro de agua en cada libre. El objetivo es disearque la cara inferior de la lmina vertiente coincida con lapared de aguas abajo del vertedero, para evitar las presionesnegativas que producirn fenmenos de cavitacin y afecte alconcreto adems de esfuerzos en el vertedero.

El cimacio logra adems aumentar la eficiencia de descarga

acortando la longitud con la misma carga.Se disea para la mxima avenida

Importante es la aplicacin del coeficiente de descarga.

DISEO DEL BARRAJE (VERTEDERO)


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La altura del vertedero es obtenido de la carga

o nivel para derivar el caudal de diseo delproyecto.

Por topografa e hidrulica del roMin. 0.20 m por oleaje y por

coeficiente descarga en formula


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DISEO DEL BARRAJE FIJO (VERTEDERO)

El gasto sobre el barraje esta dado por la ecuacin devertederos :

donde:Q = Caudal del vertedor m3/sL = Longitud efectiva del barraje en m.He = Carga sobre la cresta incluye hv en m.

C = Coeficiente de descarga

2/3.. HeLCQ =



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85.0

85.1

.2 dH

xy =

NAME

VERTEDERO TIPO CREAGER,USANDO FORMULA DE WES(EN EL VERTIMIENTO)



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0.50.Hd

5.Y1


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VERTEDERO TIPO CREAGER,USANDO FORMULASCOMPUESTAS (EN EL VERTIMIENTO)

COEFICIENTES DE DESCARGAS


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1. Profundidad de llegada "P" : (Co)Con la relacin P / H0se encuentra Co (Fig. 3)Si P = O ===> C0=3.087 (vertedero de cresta ancha)

Figura para paramento vertical y He = Ho



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2. Efecto de cargas diferentes a las del Proyecto: (K1 = C / Co)

En ocasiones, tomando en cuenta que la avenida mxima de proyecto

es poco frecuente y de corta duracin, se disea el perfil del cimaciocon una carga menor que consecuentemente corresponde a unaavenida menor.

Con esta medida se consigue una economa en el aliviadero, ya que

resulta menos ancha y robusta. Si el cimacio se dise con una cargamenor y se presenta una avenida mayor, se originan en la superficie decontacto del vertedor y la lmina vertiente, presiones negativas quehacen aumentar el coeficiente de descarga.

Si ocurre una avenida menor que la considerada para el diseo delcimacio, se originarn presiones negativas sobre el paramento dedescarga reduciendo el coeficiente "C".

Se debe evitar disear con cargas menores al 75% de lascorrespondientes al gasto mximo.



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2. Efecto de cargas diferentes a las del Proyecto: (K1 = C / Co)

Con la relacin He / H se encuentra C / Co = K1 (Fig. 4)

Si P = O ===> C0=3.087 (vertedero de cresta ancha)



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3. Efecto del Talud aguas arriba: (K2= C1/ Cv)

Con la relacin P / Ho y una incl inacin (Fig. 5) se obtiene C incli / Cv = K2C incli = Coef. paramento inclinado

Cv = Coef. paramento vertical

C incli = K2Cv= C0K1K2



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4. Efecto de la Interferencia del lavadero de aguas abajoLavadero: Es el .piso de la poza de disipacin.- Los efectos de la posicin de ste con respecto a la cota de la cresta del aliviadero

as como el nivel de agua con la descarga influye en el coeficiente "C"- Con la relacin: (hd + d) / He, se encuentra el valor Co/C = K3 (Fig. 7)



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5. Efecto de interferencia por sumergencia.

- Con la relacin hd/ He, se encuentra el valor C0/C = K4 (Fig. 8)



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El rgimen de funcionamiento hidrulico adecuado en unproyecto es el de Vertedor de descarga libre, sin

posibilidad de ahogamiento y con resalto hidrulico al piedel vertedor.

Como una medida prctica, se recomienda que lasumerguencia de la cresta no exceda del 30% de la cargasobre el vertedor. Para seguir considerando el coeficienteC=2



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El valor del coeficiente afectado por los 5 factores ser elque resulte de considerar el coeficiente para descarga libre y

talud vertical aguas arriba, multiplicado por las relacionesque se indican:

C : Coeficiente del vertedero final

C1 : Coefic. Por talud vertical y altura PC2 : Coefic. Por diferencia de descarga y avenida mximaC3 : Coefic. Por talud aguas arribaC4 : Coefic. Por interferencia de la descarga aguas abajoC5 : Coefic. Por sumergencia

C = C1. K1. K2. K3. K4. K5


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POZA AMORTIGUADORA O CUENCO AMORTIGUADOR

dn + r = 1.15 . d2

0 1

Lnea de referencia

r



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Balance de energa entre 0 y 1:- Se asume la profundidad rde la poza (0.50 a 2.00)

- El nivel de agua del conjugado mayor debe ser igual omenor que el nivel de agua en el cauce de aguas abajo.

- Para contar con un margen de seguridad es usualconsiderar un 15% ms en el conjugado mayor d2.

Z+ dc + Vc 2/2g = d1 + V12/2g + 0.1 V12/2g

dc = [ Q 2 / (L 2. g) ] 1/3 ; Vc = Q / (L . dc)

Resolviendo se obtiene d1(conjugado menor del resalto), y apartir de esta se obtiene el d2 (conjugado mayor)

d2 = d1 / 2 . [( 1 + 8.F12

)0.5

1]



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Longitud de poza:

Lp = 4 . d2 USBRL p = 5 (d2 d1 ) SchoklitschL p = 4.5. d2 Lafranetz

Lp = 2.5 (1.4 d2 dc) PavloskiBorde libre poza:BL = 0.1 (V1 + d2)



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Borde libre muro de

pozaBL1 = 0.1 (V1 + d2)

BL1

BL2

Borde libre muroguas (aguas arriba)BL2 = 0.25 (P+H)

DESCARGA POR VERTEDEROS DE CIMACIO CONTROLADASO CO S


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POR COMPUERTAS

Fig. 9, Coeficiente de descarga para la circulacin del aguabajo la compuerta

Longitud de Proteccin de Escollera (Ls)


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Con el fin de reducir el efecto erosivo y contrarrestrar elarrastre de material fino por accin de la filtracin

Ls = 0.6 C . D10.5

. [ 1.12 (Q/L . Db / D1 )0.5

- 1 ]L : longitud del vertederoC : coeficiente de Bligh (de tabla)D1 : altura entre nivel de cresta y nivel agua aguas abajo del colchn

Db : altura entre nivel de cresta y fondo de aguas abajo del colchn


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Material Lecho del Cauce Coef. De Bligh

Arena muy fina y limo 18

Arena fina 15

Arena gruesa 12

Bolonerias, gravas y arenas 9

Tierra a cascajo con arena ygrava

4 - 6

Proteccin del solado delantero del vertedero:

Lp min. = 5.HH : carga de agua sobre la cresta

SUBPRESIN


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SUBPRESINEs una presin debida al agua de filtracin que actua enla cimentacin del vertedero con sentido de abajo haciaarriba, afectando la estabilidad del vertedero.

Para tal efecto se estudia primeramente La Longitud dela Filtracin. Las filtraciones de un vertedero dependen

bsicamente de la carga hidrulica y las caractersticasfsicas de los materiales.

El agua que se desplaza por debajo de la presa vertedero

causa arrastre de material fino creando el fenmeno detubificacin. El barraje se cimienta sobre material aluvial,agravndose cuando el terreno es permeable

SUBPRESIN


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SUBPRESINPara aumentar la longitud de la filtracin se usandentellones, sea de concreto o arcilla.

Con un sistema de lloradores se consigue tericamentecortar el recorrido de la filtracin hasta el trmino de lalongitud.

La magnitud de la fuerza de subpresin se calculamediante las redes de flujos, sin embargo no siempre sedispone de datos de: coeficiente de permeabilidad de losmateriales y del estudio riguroso de suelos. (para aplicarDarcy Q=KIA)

A lo expuesto se adoptan los procedimientos de E.W.LANES y BLIGH, para el anlisis de Filtracin y

Subpresiones


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.

CONTROL DE FILTRACIN


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CONTROL DE FILTRACIN


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Para calcular la estabilidad de las losas se debe asegurar el espesor, tal


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g p ,que el peso de la misma en cualquier punto sea por lo menos igual alvalor de la supresin en dicho punto.

Para el anlisis se puede tomar la seccin a la mitad de la platea

Se calcula la subpresin en el punto:

a

X

XX WL

LH

HS

=

.

( ) maX WWhSe /.34

=

Donde:Sx Valor de la supresin a una distancia x (kg/m2)Hx Carga hidrulica sobre el punto x (m) = H+H

H Carga efectiva de filtracinL Longitud total de filtracin (m)Lx Longitud de filtracin hasta el punto x (m)e Espesor de la losa en un punto xh Tirante de agua en xWa Peso especfico del agua

Wm Peso especfico del material de la losa


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L : long. de filtracin necesaria (S)

BARRAJE MVIL


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BARRAJE MVIL

2/3.. HeLeCQ =

Donde:Le = Longitud efectiva de la cresta

L1= Longitud bruta o total de la crestaN = Nmero de pilares que atraviesan el aliviaderoKP = Coeficiente de contraccin de pilaresKA= Coeficiente de contraccin de estribosHe= Carga total sobre la cresta

Se requieren pilares y estribos para la instalacin de lascompuertas, reduciendo la longitud de la cresta vertiente. Lascompuertas funcionan como vertederos, cuya altura P = 0

Le = L1 + 2 ( N. KP+ KA) He


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Valores de Kp:

Pilares en Tamajar cuadrado 0.02Pilares de Tamajar redondo 0.01Pilares de Tamajar tringulo 0.00

Si la sedimentacin aguas arriba del barraje mvil y de la zona de


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Si la sedimentacin aguas arriba del barraje mvil y de la zona decaptacin en general es considerable debe operarse las compuertasdel barraje mvil para eliminar por la parte inferior el material

acumulado.

Las descargas a travs de la compuerta del barraje mvil paraaberturas parciales y nivel de operacin normal, ser:

2Q Cab gh=

Siendo:h =carga del orificio

C = 0.75 aprox.a = ancho de orificiob = alto de orificio

BARRAJE MVIL


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Para el control de operacin de caudales excedentes al NAMO, a

veces se colocan sobre la compuerta del barraje mvil otracompuerta de menor altura, llamado Clapetas. El grado de aberturade las clapetas y compuertas del barraje depender del volumenexcedente en el ro en relacin con el caudal de captacin. Elclculo de descarga de la clapeta es por vertedero a flujo libre.

En el caso que el caudal excedente sea inferior a un caudal dado, elmismo podr ser descargado mediante la operacin de las clapetas.

MUROS DE PILAR


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01.25( )Ht P H= +

P = Altura del aliviadero sobre fondo del ro.Ho = Carga de diseo

MUROS DE PILAR

1. Altura total :

Longitud:

Sus dimensiones es funcin del caudal de mximaavenida considerado en el diseo

2. Longitud total :


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Es poco frecuente el caso de vertedero o azudes

apoyados en roca y por lo general el lecho del ro estformado por arena, grava o arcilla. Es necesario por lotanto comprobar la estabilidad del azud es decirasegurarse que las fuerzas a que est sometido no

produzcan hundimientos, deslizamientos ovolcamientos.

CANAL DE LIMPIA


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Es la estructura que permite eliminar la cantidad de materialde arrastre que trata de ingresar por la ventana de captacin..

Su ubicacin es paralelo al del ro, formando un angulo entre60 y 90 con el eje de derivacin

Las descargas a travs de la compuerta para aberturas

parciales y nivel de operacin normal, ser:

2Q Cab gh=

Siempre el fondo del canal de limpia en la zona de Iaventana de captacin debe estar por debajo del umbral desta entre 0.6 a 1.20 m. Asimismo el extremo aguas abajodebe coincidir o estar muy cerca de la cota del colchndisipador

CANAL DE LIMPIA


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Es la estructura que permite eliminar la cantidad de materialde arrastre que trata de ingresar por la ventana de captacin..

Su ubicacin es paralelo al del ro, formando un angulo entre60 y 90 con el eje de derivacin

Recomendaciones sobre los parmetros o

caractersticas del canal de limpia:a. El caudal en la zona de limpia debe estimar en por lo

menos 2 veces el caudal a derivar o igual al caudalmedio del ri aproximadamente.

b. La velocidad entre 2.50 a 4.00 m/s

c. Ancho = Longitud barraje / 10

CANAL DE LIMPIA


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Pendiente canal de limpia:

I = n 2.g 10/9/ q 2/9Donde:

g : aceleracin de la gravedad, en m/s2.n : coeficiente de rugosidad de Manning.

q : descarga por unidad de ancho, en m2/s.


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VENTANA DE CAPTACINSu ubicacin debe estar donde el ingreso de sedimentossea mnimo (ideal, es el lado exterior de la parte cncavade una curva). Asimismo, se recomienda que el lugarelegido rena condiciones favorables de geologa (espreferible buscar roca para asentar la estructura),

de topografa (disponga de una cota suficientemente a finde disminuir las obras complicadas), y de facilidadconstructiva (objetivo bsico para reducir los costos deconstruccin).


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ALIVIADERO DE EXCEDENCIAS

El anlisis y determinacin de un vertedor lateral es pococompleja y laborioso. El canal debe estar desieado aflujo subcrtico.Se ubica aguas abajo de la obra de toma.


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ALIVIADERO DE EXCEDENCIASCriterios:

- La cresta del reboce estar a unos 5 a 10 cm porencima del tirante normal del agua, para evitar perdidaspor efecto de oleajes

- En algunas veces se admite pasar por el canal deconduccin con sus dimensiones normales yaprovechando el borde libre un 20% mas del Q normal

- Para dimensionar el vertedero tenemos las formulas deForchheiner y Weisbach, entre otros.

- Weisbash: Q = 2/3 (2g)0.5 . L . h 3/2



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Valores del Coeficiente de contraccin:

Anchos de cantos rectangulares 0.49 a 0.51

Anchos de cantos redondeados 0.50 a 0.65

Afilado con areacin necesaria 0.64

Corona redondeada 0.79

Q = . 2/3 (2g)0.5 . L . h 3/2

Formula de Forchheiner = 0.95h = carga de agua promedio encima de la crestah = (h1 + h2)/2 , h1 = 0.80h2Condicin el Numero de Froude en el canal arriba < 0.75


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Limitador de gasto con pantalla

Se ubica aguas abajo de la obra de toma. Es mas

a). Se determina la carga del limitador:H lim= dmx d

b). Se selecciona el coeficiente del limitador:Si es un vertedor tipo cimacio: C = 2.0Si es un vertedor tipo lavadero:C = 1.45

c) Se obtiene el gasto del limitador:


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c). Se obtiene el gasto del limitador:Q lim= Qmx Qn

d). Se determina la longitud del limitadorL lim= Q lim/ (C. Hlim3/2)

e). Si se disea para que el Qn (o 1.2Qn) pase por un

orificio fijando la cresta del vertedor a una altura arribade la plantilla del canal igual al tirante normal (d) mas lacarga de sumersin por orificio. Se realiza el calculousando la ecuacin de vertedero y orificio.Q vierte = Q max. - Qn

RELACION DE EQUIPOS HIDROMECNICOS


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CUADRO N

Fondo Agua mximo Operac in Losa Operac .

Barraje mvil Compuerta plana Vagn 3 3,80 x 3,60 Servomotor hidrulico 2013.10 2018.36 2016.70 2019.50Atagua Vagn 1 3,80 x 4,60 Prtico fijo con polipasto elctrico - manual 2013.10 2018.36 2016.70 2019.50

Clapeta Deslizante 3 3,80 x 1,00 Servomotor hidrulico 2016.70 2018.36 2019.50

Canal de limpia Compuerta plana Vagn 1 2,00 x 2,60 Servomotor hidrulico 2013.10 2018.36 2016.70 2019.50Atagua Vagn 1 2,00 x 2,90 Prtico fijo con polipasto elctrico - manual 2013.10 2018.36 2016.70 2019.50

Ventana de captacin Reja gruesa Deslizante 1 3,50 x 1,10 Prtico fijo con polipasto elctrico - manual 2014.40 2018.36 2016.70 2019.50Reja fina Deslizante 1 3,50 x 1,10 2015.50 2018.36 2016.70 2019.50

Toma de admisin Compuerta plana Vagn 1 2,30 x 1,00 Servomotor hidrulico 2015.50 2016.80 2019.50Atagua Deslizante 1 2,30 x 1,00 Prtico fijo 2015.50 2016.80 2019.50

Canal desripiador Compuerta plana Vagn 1 1,50 x 1,00 Servomotor hidrulico 2013.15 2014.35 2015.25Atagua Deslizante 1 1,50 x 1,00 Prtico fijo 2013.15 2014.35 2015.25

Desarenador Compuerta plana Vagn 1 1,00 x 1,00 Servomotor hidrulico 2011.76 2016.01 2017.00

Canal de conduccin (entubad Reja seguridad Deslizante 1 2,50 x 1,70 Prtico fijo con polipasto elctrico - manual 2012.41 20134.20 2015.80

Sifones Reja seguridad Deslizante 5 2,30 x 1,70 Prtico fijo Altura de agua =1.5 mAltura muro a losa maniobra = 3.

Cmara de carga Reja seguridad Deslizante 1 5,00 x 4,00 Prtico fijo con polipasto elctrico - manual Altura de agua = 3.60 mAltura muro a losa maniobra = 5.

Atagua Vagn 1 1,10 x 2,00 Altura de agua = 7,80 m

Altura muro a losa maniobra = 8,

Compuerta Vagn 1 1,00 x 1,00

Camara de valvul a vlvula de seguridad Mariposa 1 1,10

Canal de descarga Atagua Vagn 1 2,50 x 2,00 Prtico fijo con polipasto elctrico - manual

Tubera forzada Acero A-572 - G50 2 150 m =1100 mm

ENDISEO

RELACION DE EQUIPO HIDROMECNICOCENTRAL HIDROELCTRICA PUGLUSH

UBICACIN DESCRIPCION TIPO CANTIDAD VANO (m) IZAJENIVEL (msnm)


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