INGENIERIA CIVIL

PROCESOS SANITARIOS

ALCANTARILLADO PLUVIAL

SISTEMAS DE DRENAJE URBANO

Sistema compuesto por todas las instalaciones

destinadas a la recolección y transporte de

aguas lluvias.

– Necesarios en el desarrollo de áreas urbanas

debido a la interacción entre actividades humanas

y el ciclo natural del agua.

Abstracción de agua para el

consumo humnao

AGUA RESIDUAL AGUA LLUVIA

Cobertura del suelo con

superficies impermeables

IMPORTANCIA DEL SISTEMA DE

DRENAJE URBANO

MINIMIZAR PROBLEMAS DE SALUD PÚBLICA Y AL

AMBIENTE.

P

O

B

L

A

C

I

Ó

N

DESCARGA

INUNDACIÓN

A P

L L

C U

A V

N I A L

T A R I LL A DO

POLUCIÓN

PRECIPITACION

A

M

B

I

E

N

T

E

SISTEMAS DE ALCANTARILLADO PLUVIAL

PARA QUÉ SIRVEN?

Permitir una rápida evacuación de la escorrentía pluvial de las vías públicas.

Evitar la generación de caudales excesivos en las calzadas.

Evitar la invasión de aguas pluviales a propiedades públicas y privadas.

Mitigar efectos nocivos a cuerpos de agua receptores por contaminación de escorrentía pluvial urbana

Evitar la acumulación de

aguas en vías de tránsito.

.Evitar la paralización del

tráfico vehicular y peatonal

durante un evento fuerte de

precipitación.

.Evitar las conexiones

erradas del sistema de

recolección y evacuación de

aguas residuales.

Factores que deben ser considerados

Tráfico peatonal y vehicular.

Valor de las propiedades sujetas a daños por

inundaciones.

Análisis de soluciones con canales abiertos o

conductos cerrados.

Profundidad de los colectores.

En la elaboración de un proyecto de sistemas de

recolección y evacuación de aguas lluvias es

necesaria la consideración económica

CAUDAL DE DISEÑO QDT

–Escorrentía (QDT) Volumen que llega

a la corriente poco después de comenzada la lluvia.

Fórmulas empíricas

Método de la hidrografía

Método Racional

Estudio de correlación entre entre lluvia y escorrentía

Método Racional Si una lluvia con una intensidad I empieza en forma instantánea y continúa en

forma indefinida, la tasa de escorrentía continuará hasta que se llegue al tiempo de concentración Tc, en el cual toda la cuenca está contribuyendo

al flujo de salida.

Caudal de entrada iA

C= Escorrentía / Precipitación

QDT = i Cj Aj

I = Intensidad de precipitación Cantidad de agua lluvia caída sobre una superficie durante un tiempo determinado ( lt/há*seg)

QDT= Caudal de aguas lluvias en lt/seg

C=Coeficiente de escorrentía

A= área tributaria en Hás

1.0 lt/há*seg = 2.78 mm/h

QDT C

PRECIPITACIÓN ESCORRENTÍA

Tc

Intensidad de precipitación

Cantidad de agua lluvia caída sobre una superficie durante un tiempo determinado.

– Período de retorno Número de años que en promedio la magnitud de un evento extremo es igualada o excedida.

– Tiempo de concentración Tc (min) Tiempo de recorrido de la escorrentía superficial desde el punto más alejado de la cuenca de drenaje hasta el punto de salida considerado. En alcantarillados es la suma del tiempo de entrada y de recorrido.

– Frecuencia En hidrología: número de veces que en promedio se presenta un evento con una determinada

magnitud, durante un periodo definido.

Curvas de intensidad-duración-frecuencia

Bajo y medio: Sintética (ajustes)

Medio alto: Información pluviográfica regional

Alto: Información pluviográfica local

Período de retorno de diseño

• Importancia de las áreas

• Daños, perjuicios o molestias que las inundaciones

periódicas puedan ocasionar a los habitantes, tráfico

vehicular, comercio, industria, etc.

La selección del período de retorno está asociada

entonces con las características de protección e

importancia del área de estudio y, por lo tanto, el valor

adoptado debe estar justificado.

Grado de protección según el nivel de

complejidad del sistema

Nivel de complejidad del sistema

Grado de protección igual o mayor al:

Bajo y medio Mínimo

Medio alto Aceptable

Alto Recomendado

PERÍODO DE RETORNO

USO DEL SUELO Mínimo (años)

Aceptable (años)

Recomendado (años)

Tramos iniciales residenciales A<= 2 ha

2 2 3 Tramo todos los usos

2 < A < 10 ha 2 3 5

Todos los usos Tramos A>= 10 ha

5 5 10 Canales zonas planas y A> 1000 ha

10 25 25 Canales zonas montañosas A> 1000 ha

25 25 50

Tiempo de concentración (Min) ES EL TIEMPO REQUERIDO POR UNA GOTA DE AGUA LLUVIA

PARA FLUIR DESDE ELPUNTO MÁS ALEJADO DE LA CUENCA

HASTA EL PUNTO DE INTERÉS.

TC=Te+Tt

Te= tiempo de entrada

Tt= tiempo de transporte o tránsito

T

L

Vt

C

60

LA ESCORRENTIA ALCANZA SU PICO EN EL TIEMPO

DE CONCENTRACIÓN Tc CUANDO TODA LA CUENCA

ESTÁ CONTRIBUYENDO

TIEMPO DE ENTRADA

Tiempo de entrada: Te El requerido para que la escorrentía

llegue al sumidero del colector, Existen varias fórmulas para

estimar el tiempo de entrada.

La ecuación de la FAA de los Estados Unidos se utiliza

frecuentemente para la escorrentía superficial en áreas

urbanas. Esta ecuación es:

3

1

21

1.1707.0

S

LCTe

L

S(%)

P.O.T

Te Fórmula de Kerby 467.0

21

44.1

S

LmTe

Coeficiente de retardo

Coeficiente de retardo

Tipo de superficie

m

Impermeable

0,02

Suelo sin cobertura, compacto y liso

0,10

Superficie sin cobertura moderadamente rugosa

0,20

Pastos

0,30

Terrenos arborizados

0,70

Pastos densos

0,80

Te Soil Conservation Service (SCS)

Coeficiente de retardo

Coeficiente de retardo

S

eV

LT

60Vs puede aproximarse por:

V a SS 1

2

a es una constante que depende del tipo de superficie, tal como se muestra a

continuación

Constante a de velocidad

superficial Tipo de superficie

a

Bosque con sotobosque denso

0,70

Pastos y patios

2,00

Áreas cultivadas en surcos

2,70

Suelos desnudos

3,15

Áreas pavimentadas y tramos iniciales

de quebradas

6,50

Tiempo de FLUJO O Recorrido Tt

Es el tiempo que demora el agua en viajar, transitar o fluir el

agua dentro del colector(s) localizados aguas arriba y

conectados al punto de salida.

60*Vi

LiTt

L

Si dos o más cuencas tributarias convergen a un mismo punto

se toma el mayor Tc

Curvas de lluvia de Cúcuta

Duración de la lluvia en minutos ( Tc)

I

N

T

E

N

S

I

D

A

D

(I)

ECUACIONES CURVAS

CÚCUTA I(1) = -83.17 ln (Tc) + 431.56

I(2) = -109.37 ln (Tc) + 567.77

I(3) = -127.34 ln (Tc) + 660.08

I(5) = -144.07 ln (Tc) + 757.56

I(10) = -158.82 ln (Tc) + 859.40

I(20) = -175.51 ln (Tc) + 972.11

I(50) = -201.27 ln (Tc) + 1137.73

I = Intensidad de la lluvia en lts/seg*Há

Subíndice = período de recurrencia en años

Tc = Tiempo de concentración de la lluvia en minutos

Áreas de drenaje (hás): a extensión y

el tipo de áreas tributarias deben determinarse

para cada tramo por diseñar. El área aferente

debe incluir el área tributaria propia del tramo.

cuenca

Áreas dedrenaje (ha)

Factor dereducción

50 - 100 0,99

100 - 200 0,95

200 - 400 0,93

400 - 800 0,90

800 - 1600 0,88

Los valores de intensidad dados por las curvas IDF corresponden

a valores puntuales representativos de áreas relativamente

pequeñas. En la medida en que las áreas de drenaje se hacen más

grandes, la intensidad media de la lluvia sobre éstas se reduce en

razón de la variabilidad espacial del fenómeno de precipitación

FACTOR DE REDUCCIÓN AREA

Coeficiente de escorrentía

El coeficiente de escorrentía, C, es función del tipo de suelo, del

grado de permeabilidad de la zona, de la pendiente del terreno y

otros factores que determinan la fracción de la precipitación que se

convierte en escorrentía.

A

ACC

Coeficiente de escorrentía o impermeabilidad

USO DEL SUELO C Zonas comerciales o industriales predominio de zonas duras

0.95

Residencial, con casas contiguas, zonas duras 0,75 Residencial unifamiliar, casas contiguas –jardines pequeños Residencial, con casas separadas rodeadas de jardines

0,60

0.45

Residencial, con predominio de zonas verdes y parques-cementerios y parques recreacionales Laderas sin vegetación Laderas con vegetación

0,30

0.60

0.30

PARÁMETROS DE DISEÑO

El Tc mínimo en pozos iniciales es función de las curvas de

lluvias. Para Cúcuta el tiempo de entrada mínimo es 5 minutos y

máximo 30 minutos.

Si dos o más colectores confluyen a la misma estructura de

conexión, debe considerarse como Tc en ese punto el mayor

de los tiempos de concentración de los respectivos

colectores. Diámetro mínimo: El diámetro nominal mínimo

permitido en redes de aguas lluvias es 250 mm (10”) . NC bajo

y medio, y justificado y en los tramos iniciales D= 200 mm(8”).

Velocidad mínima: 0,75 m/s para el caudal de diseño.

Esfuerzo cortante medio : Tr>= 3,0 N/m2 (0,3 Kg/m2)

To>=1,5 N/m2 (0,15 Kg/m2)

Velocidad máxima: Tipo de material V (m/s)

Ladrillo común 3,0

Ladrillo vitrificado y gres 5,0

Concreto 5,0

PVC 10,0

Pendiente mínima:permita tener condiciones de

autolimpieza, de acuerdo con los criterios del literal

Pendiente máxima: Cuando tenga una velocidad

máxima real

Profundidad hidráulica máxima:Puede ser la

correspondiente a flujo lleno.

Profundidad mínima a la cota clave: No debe

interferir con conexiones de acued. Alca. Sanitario

CONVENCIONES: MANEJO DEL AGUA POR LA VÍA

SUMIDERO

COLECTOR PLUVIAL

A= 10 hás

Lc=0.5 km

Sp=10%

Todos los

usos

A1= 20 hás

Lc=1 km

Sp=30% todos los

usos

1

11

7

32

5

910

80.00

74.00

47.85

49.10

79.0

77.5

47.90

46.65

47.85

100m-1.5%"

100m-0.8%-1.7m

100m-0.5%

100m-1.5% 100m-0.5%

100m-0.85%-1.7m

100m-0.5%

0.5%

0.5%

100m-0.5%

100m-18"

1314 15

4

8

12

A= 18 hás Lc=2.2 km

Sp=13%

RESERVA

DESPROTEGIDA

A3= 8 hás Lc=0.2 km

Sp=12%

todos los usos

100m-0.7%-2.0m

100m-2.5%

1.0%

0.55%-2.4 m

0.65%-2.4 m

0.55%-2.4 m

1%-44"

0.095%-52"

1.1%-1.6m

1%

3%

0.4%-27"

7678.0

75

73.007677.0078

79.00 77

77.578.00

72.00 16

RIO

6

1%

0.4%-24"

0.5%

78.675.577.65

77.8 76.8

74.45

76.873.35

76.20

71.3571.8

72.35

75.8

79.50

0.55-2.4

74.8

73.8

72.8

71.8

70.8

76.80 75.80

75.7574.8

72.9

76.377.5

de pozo 8

ks (m) 4.00E-04

n (m2/s) 1.10E-06

NC = ALTO

Area

Propiaaferente

Area

Acum

Area

Propia

Aferent

e

Area

Acum

Area

Propiaaferente

Area

Acum

1 2 0.00 15.00 15.00 0.00 0.00 0.00 0.00 5.00 5.00 20.00

2 3 0.00 15.00 15.00 0.00 0.00 0.00 0.25 5.00 5.25 20.25

3 4 0.00 6.00 21.00 0.00 0.00 0.00 0.25 2.00 7.50 28.50

4 8 0.00 7.50 28.50 0.00 0.00 0.00 0.25 2.50 10.25 38.75

8 12 0.00 0.00 28.50 0.00 0.00 0.00 0.25 1.50 12.00 40.50

12 16 0.00 0.00 28.50 0.00 0.00 0.00 0.25 1.50 13.75 42.25

16 RIO 0.00 0.00 28.50 0.00 18.00 18.00 0.00 4.75 18.50 65.00

1 5 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

5 6 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.25 0.00 0.25 0.25

6 10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.25 1.25 1.25

10 14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2.50 2.50 2.50

9 13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

13 14 0.00 0.00 0.00 0.00 18.00 18.00 0.00 0.25 0.25 18.25

14 15 3.00 0.00 0.00 0.00 18.00 18.00 0.00 3.50 3.50 21.50

15 16 0.00 0.00 0.00 18.00 18.00 0.00 4.25 4.25 22.25

TRAMO

Total

Com, IND, INST(Hás) Reserva des(Hàs) Doméstico(Hàs)

Qcalle QDTQcVs QDT Cp

l/s Cp Lc(m) Sp(%) Te(min)

1 2 172.86 10051.78 -9878.91 0.90 0.90 1000.00 30.00 6.65

2 3 172.86 10010.79 -9837.93 0.90

3 4 244.46 13888.30 -13643.84 0.90 0.90 200.00 12.00 4.08

4 8 172.86 18632.48 -18459.62 0.90 0.90 500.00 10.00 6.85

8 12 172.86 15734.45 -15561.59 0.89 0.75 200.00 1.500 13.99

12 16 172.86 16166.24 -15993.38 0.88 0.75 200.00 1.75 13.30

16 RIO 172.86 16519.73 -16346.87 0.80

1 5 122.23 0.00 122.23

5 6 211.71 59.96 151.75 0.75 0.75 100.00 0.50 14.47

6 10 122.23 286.03 -163.80 0.75 0.75 200.00 1.00 16.24

10 14 122.23 649.62 -527.39 0.75 0.75 200.00 1.00 16.24

9 13 172.86 0.00 172.86 0.75

13 14 172.86 3507.45 -3334.59 0.60 0.60 2200.00 13.00 32.51

14 15 172.86 4285.55 -4112.69 0.62 30.00

15 16 299.40 4465.12 -4165.71 0.63 30.00

TRAMO

cuenca

Te1 Te (mayor) tt Tc n I St LONG

años I (l/s/há) I F m

1 2 0.00 6.65 0.00 6.65 10.00 558.4 80.0 79.0 0.010 100

2 3 6.65 6.65 0.34 7.00 10.00 550.4 79.0 78.0 0.010 100

3 4 7.00 7.00 0.33 7.33 10.00 543.0 78.0 76.0 0.020 100

4 8 7.33 7.33 0.33 7.66 10.00 536.0 76.0 75.0 0.010 100

8 12 7.66 13.99 0.37 14.37 10.00 436.2 75.0 74.0 0.010 100

12 16 14.37 14.37 0.34 14.71 10.00 432.4 74.0 73.0 0.010 100

16 RIO 30.00 30.00 0.34 30.00 10.00 319.2 73.0 72.0 0.010 100

100

1 5 80.0 79.5 0.005 100

5 6 14.47 14.47 3.00 319.8 79.5 78.0 0.015 100

6 10 11.31 16.24 16.24 3.00 305.1 78.0 77.5 0.005 100

10 14 16.24 16.24 1.10 17.35 5.00 346.5 77.5 77.0 0.005 100

9 13 79.0 78.0 0.010 100

13 14 30.00 0.00 30.00 10.00 319.2 78.0 77.0 0.010 100

14 15 30.00 0.00 30.00 10.00 319.2 77.0 76.0 0.010 100.00

15 16 30.00 30.00 0.00 30.00 10.00 319.2 76.0 73.0 0.030 100

TRAMOMin

COTA TERRENO

d d Yn/d Yn Theta A

I Caida F S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2)

1 2 78.6 0.2 77.8 0.0080 1.70 66.9 0.8595 1.461 4.746 2.076

2 3 77.65 0.15 76.8 0.0085 1.70 66.9 0.8231 1.399 4.55 2.00

3 4 75.5 1.3 74.8 0.0070 2.00 78.7 0.8248 1.650 4.56 2.77

4 8 74.45 0.35 73.8 0.0065 2.40 95.6 0.8713 2.09 4.82 4.18

8 12 73.35 0.45 72.8 0.0055 2.40 94.5 0.675 1.62 3.86 3.25

12 16 72.35 0.45 71.8 0.0055 2.40 94.5 0.689 1.65 3.92 3.33

16 RIO 71.35 0.45 70.8 0.0055 2.40 94.5 0.701 1.68 3.97 3.39

1 5 NO REQUIERE

5 6 NO REQUIERE

6 10 76.60 0.10 76.30 0.0030 0.61 24.0 0.619 0.38 3.62 0.19

10 14 76.2 0.10 75.80 0.0040 0.69 27.0 0.836 0.57 4.61 0.33

9 13 NO REQUIERE

13 14 76.80 0.000 75.8 0.0100 1.118 44.0 0.792 0.88 4.39 0.83

14 15 75.75 0.050 74.8 0.0095 1.32 52.0 0.666 0.88 3.82 0.97

15 16 72.90 1.900 71.8 0.0110 1.60 63.0 0.473 0.76 3.03 0.94

TRAMO

COTA CLAVE

P R Q v D FRO v2/2g

(m) (m) (Lt/s) m/s m m

1 2 4.034 0.514 10051.78 4.8 1.76 1.167 1.20

2 3 3.86 0.52 10010.79 5.0 1.54 1.288 1.28

3 4 4.56 0.61 13888.30 5.0 1.82 1.185 1.28

4 8 5.78 0.53 18632.48 4.5 2.60 0.881 1.01

8 12 4.63 0.70 15734.43 4.8 1.45 1.285 1.19

12 16 4.70 0.71 16166.94 4.9 1.50 1.268 1.20

16 RIO 4.76 0.71 16519.96 4.9 1.54 1.254 1.21

1 5

5 6

6 10 1.10 0.17 286.21 1.5 0.32 0.851 0.12

10 14 1.58 0.21 648.65 2.0 0.65 0.780 0.20

9 13

13 14 2.45 0.34 3507.43 4.2 0.92 1.404 0.90

14 15 2.52 0.38 4285.90 4.4 0.78 1.602 1.00

15 16 2.43 0.39 4465.45 4.8 0.59 1.991 1.16

TRAMO

– EN EL DISEÑO PARA CUMPLIR CON

LOS PARÁMETROS DE VELOCIDAD

MÁXIMA ( m/seg) Y RÉGIMEN NO

CRITICO(F≠0.9-1.1), SE

IMPLEMENTARON CAIDAS EN LOS

POZOS DE INSPECCIÒN

CANALES

El diseño de canales para conducción

de aguas de drenaje debe aprovechar

al máximo la topografía del terreno con

el fín de garantizar la conducción por

gravedad

TIPOS DE CANALES

Dentro del estudio de los canales se

incluyen los canales naturales y los

canales artificiales

Estructuras en Canales

Las estructuras que se construyen en los canales son las siguientes:

Captaciones, o estructuras de entrada,

Compuertas y Vertederos, para derivaciones, medición de caudales y control de niveles,

Transiciones, para empalmar tramos de diferente sección transversal,

Sifones y Acueductos, o puentes, para atravesar corrientes naturales y cruzar por depresiones del terreno.

Túneles, para atravesar obstáculos naturales,

Rampas, escalones y disipadores de energía, para controlar las velocidades en canales de alta pendiente.

Descargas, o estructuras de entrega.

ALIVIADEROS Disminuir los costos de conducción de los flujos hasta el sitio de

disposición final o de tratamiento de las aguas residuales.

deben permitir que el caudal de aguas residuales

de tiempo seco continúe por el colector hasta la

planta de tratamiento o lugar de disposición final

Colector

combinado Aliviadero

Canal

aguas

lluvias

Colector aguas negras

PT

TIPOS DE ALIVIADEROS

LATERALES,

TRANSVERSALES

TIPO VÓRTICE

LATERALES

Consisten en un vertedero que debe

dimensionarse adecuadamente para

cumplir la función de impedir el

vertimiento de las aguas negras antes

de que éstas tengan determinada

dilución y verter el exceso cuando el

volumen que llega, debido a las lluvias ,

es mayor.

LATERALES

CORTE A-A

CORTE B-B

Carga residual diluida

Factor de dilución 1:2

Caudal diluído= 3 QARD

MÉTODOS DE CÁLCULO

a) GÓMEZ NAVARRO:

2/375.0 H

QL

L = longitud del vertedero en mts

H= altura de lámina de agua aguas arriba en mts

Q = caudal a verter en m3/seg

MÉTODOS DE CÁLCULO

b) Fórmula de COLEMAN,SMITH Y

DEMPSTER

)1()1(****417.1 5.0

1

5.0

2

13.0

1 HHHVWL

L = longitud del vertedero en mts

V= Velocidad de llegada en mt/seg

W= Ancho medio del canal o del colector en mts

H1= altura de lámina de agua aguas arriba en mts

H2= altura de lámina de agua aguas abajo en mts

MÉTODOS DE CÁLCULO

c) Fórmula de BABBIT

2

1log***55.7H

HVdoL

L = longitud del vertedero en mts

V= Velocidad de llegada en mt/seg

do= diámetro del conducto de llegada en mt

H1= altura de lámina de agua aguas arriba en mts

H2= altura de lámina de agua aguas abajo en mts

d) Fórmula de ENGELS

87.1

1

1.1

51.0h

QL

87.1

1

1.1

51.0h

QL

L = longitud del vertedero en mts

h1= altura de lámina de agua aguas abajo en mts

Q = caudal a verter en m3/seg

Ejemplo

En un determinado sitio de una red de

alcantarillado combinado, se debe proyectar

un aliviadero, se conocen los siguientes

datos:

Caudal de aguas residuales : 20 lts/seg

Caudal de aguas lluvias: 800 lts/seg

Caudal de diseño del colector combinado :

20 lts/seg+800 lts/seg =820 lts/seg

Conducto de llegada:

Qd aguas combinadas = 820 lts/seg

Diámetro de llegada : De = 24" concreto

Pendiente = 1.2%

Se analizan dos condiciones: Utilizando

Coolebrook-white

Cuando transporta

sólo el caudal de

aguas combinadas

d d Yn/d Yn Theta A P R Q v D FRO v2/2g

S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2) (m) (m) (Lt/s) m/s m m

0.012 0.61 24.0 0.8247 0.503 4.555 0.257 1.388 0.185 820.00 3.2 0.56 1.365 0.52

Cuando transporta sólo el caudal de aguas

negras diluídas.

Dilución 1:2

QA.N. DILUIDAS = 3 * 20 lts/seg =60

lts/seg

d d Yn/d Yn Theta A P R Q v D FRO v2/2g

S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2) (m) (m) (Lt/s) m/s m m

0.012 0.61 24.0 0.1799 0.110 1.75 0.04 0.53 0.07 60.00 1.7 0.08 1.945 0.14

Conducto de salida:

QA.N. DILUIDAS = 60 lt/seg

S = de la tubería de salida del aliviadero

para transportar las aguas negras =

0.75%

Se determina el diámetro de la tubería

para transportar el QA.N. DILUIDAS :

d d Yn/d Yn Theta A P R Q v D FRO v2/2g

S(m/m) (m) (plg) (-) (m) (rad) (m^2) (m) (m) (Lt/s) m/s m m

0.0075 0.30 12.0 0.5420 0.165 3.31 0.04 0.50 0.08 60.00 1.5 0.13 1.301 0.11

Diseño del aliviadero :

Caudal a aliviar:

El caudal que se pretende aliviar y el

cual se vertirá a la fuente más cercana,

corresponde a la diferencia entre el

caudal de aguas combinadas y el

caudal de aguas negras diluídas.

QALIVIO = 820 lts/seg - 60 lts/seg

= 760 lts/seg

Longitud del aliviadero:

Utilizaremos varias de las ecuaciones con el objeto de escoger la que más se ajsute a las condiciones del proyecto:

a) GÓMEZ NAVARRO:

L = longitud del vertedero en mts

H = diferencia de altura de lámina en el conducto de llegada bajo condiciones de transporte de caudal total combinado y caudal diluído

H= (0.503 m-0.11m )=0.393 m

Q = CAUDAL A VERTER O ALIVIADO= 0.76 m3/seg

mseg

m

L 11.4393.075.0

376.0

2/3

b) Fórmula de COLEMAN,SMITH

Y DEMPSTER

L = longitud del vertedero en mts

V= Velocidad de llegada = 3.2 mt/seg

W= Ancho medio del canal o del colector= 0.61 mts

H1= altura de lámina de agua cuando transporta

Caudal combinado=0.503 mts

H2= altura de lámina de agua cuando transporta

caudal diluído= 0.11mts

mmm

mseg

mmL 19.6)503.0

1()11.0

1(*503.0*2.3*61.0*417.1 5.05.0

13.0

c) Fórmula de BABBIT

L = longitud del vertedero en mts

V= Velocidad de llegada=3.2 mt/seg

do= diámetro del conducto de llegada =0.61 mt

H1= altura de lámina de agua cuando transporta

Caudal combinado=0.503 mts

H2= altura de lámina de agua cuando transporta

caudal diluído= 0.11mts

msegmmL 99.711.0

503.0log*2.3*61.0*55.7

d) Fórmula de ENGELS

L = longitud del vertedero en mts

h1= altura de lámina de agua cuando

transporta caudal diluído= 0.11mts

Q = caudal a verter =0.79 m3/seg

53.2311.0

76.051.0

87.1

1.1

L

alternativas

ECUACION LONGITUD ALIVIADERO EN MTS

GÓMEZ NAVARRO 4.1

COLEMAN,SMITH Y DEMPSTER

6.2

BABBIT 8.0

ENGELS 23.5

Evaluando las cuatro alternativas de longitud de alivio se escoge la menor obtenida que corresponde a la ecuación de Gómez Navarro.

Caudal combinado

Qc=820 lt/seg

Por lo tanto la longitud del alivio es de 4.1 m

ALIVIADERO

Caudal aliviado o

vertido

Hacia el río=760 lt/s

Q diluido a

PT

Caudal

combinado

Qc=820 lt/seg

Determinación del perfil Hidráulico(cañuela o caída en el fondo) Caudal diluido :

Radio hidráulico inicial : 0.07 mts

Radio hidráulico final : 0.08 mts

Radio hidráulico promedio : 0.075

R2/3 = 0.075 2/3 = 0.178

Velocidad promedio Vp: (1.7 m/seg + 1.5 m/sg )/2 = 1.58 m/seg ( V llegada y V salida de aguas negras diluídas).

Aplicando Manning:

3

2

2

1

R

nVS

p

%8.101777.0178.0

015.058.12

S

Pérdidas por fricción en L = 4.1 mts =

4.10 * 0.018 = 0.07 mts = 7 cms

Pérdidas de energía por transición He:

K= 0.20 por disminución de la velocidad

00.0006.0)14.011.0(*20.022

12

22

m

g

V

g

VKHe

Condiciones de empate de energía para el caudal de aguas negras diluídas:

Cota terreno tubería de llegada = 100.36

Cota clave tubería de llegada= 99.01

Cota fondo de tubería de llegada = 98.40

Cota de energía en tubería de llegada = 98.4 +0.11+0.14 = 100.30

Cota de fondo de tubería de salida = 98.40-0.07= 98.33

Cota clave de tubería de salida = 98.33 + 0.30 = 98.66

Cota de energía en tubería de salida = 98.33+ (0.165+0.11) = 98.44

E = 100.30-98.44 = 1.86 m

PERFIL

Y1=0.11

Y2=0.165

V1 2/2g=0.14

V2 2/2g=0.11

HP=0.07

99.01 CLAVE

98.40 FONDO

100.30 ENERGIA

98.44ENERGIA

98.66 CLAVE

HE=1.86

98.33 FONDO

100.36

TERRENO

Cotas de la cresta del vertedero

Aguas arriba ( a la llegada) = 98.4+0.11

=98.51

Cota aguas abajo ( a la salida)

=98.33+0.17 = 98.50