Balance Hidrico

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DISEÑO DE LA MICROPRESA CANCAYA (0YÓN - LIMA) OBRA MICROREPRESA CANCAYA (OYÓN-LIMA) FECHA: 6/25/2010 ENTIDAD UNASAM HECHO: ALUMNOS - FIC CUADRO Nº 1 REV: I.- DATOS HIDROLÓGICOS APORTES DE LA CUENCA EVAPORACIÓN (m3) (mm) Enero 164300.00 142 Febrero 183540.00 145 Marzo 998555.00 138 Abril 79630.00 121 Mayo 74458.00 98 Junio 61642.00 94 Julio 56652.00 128 Agosto 78450.00 138 Setiembre 102954.00 146 Octubre 89245.00 152 Noviembre 106180.00 172 Diciembre 174480.00 189 APORTES DE LA CUENCA TRIMESTRE EVAPORACIÓN TRIMESTRE (m3) m3 (mm) (mm) Setiembre 102954.00 298379.00 146 470.00 Octubre 89245.00 152 Noviembre 106180.00 172 Diciembre 174480.00 522320.00 189 476.00 Enero 164300.00 142 Febrero 183540.00 145 Marzo 998555.00 1152643.00 138 357.00 Abril 79630.00 121 Mayo 74458.00 98 Junio 61642.00 196744.00 94 360.00 Julio 56652.00 128 Agosto 78450.00 138 II.- CUADRO DE ÁREAS Y VOLUMENES

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Page 1: Balance Hidrico

DISEÑO DE LA MICROPRESA CANCAYA (0YÓN - LIMA)

OBRA : MICROREPRESA CANCAYA (OYÓN-LIMA) FECHA: 6/25/2010ENTIDAD : UNASAM HECHO: ALUMNOS - FICCUADRO Nº : 1 REV:

I.- DATOS HIDROLÓGICOS

APORTES DE LA CUENCA EVAPORACIÓN

(m3) (mm)

Enero 164300.00 142

Febrero 183540.00 145

Marzo 998555.00 138

Abril 79630.00 121

Mayo 74458.00 98

Junio 61642.00 94

Julio 56652.00 128

Agosto 78450.00 138

Setiembre 102954.00 146

Octubre 89245.00 152

Noviembre 106180.00 172

Diciembre 174480.00 189

APORTES DE LA CUENCA TRIMESTRE EVAPORACIÓN TRIMESTRE

(m3) m3 (mm) (mm)

Setiembre 102954.00 298379.00 146 470.00

Octubre 89245.00 152

Noviembre 106180.00 172

Diciembre 174480.00 522320.00 189 476.00

Enero 164300.00 142

Febrero 183540.00 145

Marzo 998555.00 1152643.00 138 357.00

Abril 79630.00 121

Mayo 74458.00 98

Junio 61642.00 196744.00 94 360.00

Julio 56652.00 128

Agosto 78450.00 138

II.- CUADRO DE ÁREAS Y VOLUMENES

Page 2: Balance Hidrico

Del plano y de las interpolaciones obtenemos los siguientes datos.

COTA ÁREA VOLUMEN VOLUMEN

m2 m3 ACUM.

4,653.00 101,718.37 0.00 0.00 NAM2

4,654.00 107,357.89 104,538.13 104,538.13

4,655.00 112,997.40 110,177.65 110,177.65

4,656.00 117,935.65 115,466.52 225,644.17

4,657.00 122,687.58 120,311.61 345,955.78

4,658.00 127,586.62 125,137.10 471,092.88

4,659.00 132,164.64 129,875.63 600,968.51

4,660.00 136,782.65 134,473.64 735,442.15

4,661.00 141,435.49 139,109.07 874,551.22

4,662.00 146,123.38 143,779.43 1,018,330.66

4,663.00 150,832.63 148,478.00 1,166,808.66

4,664.00 155,569.92 153,201.27 1,320,009.93

4,665.00 160,350.41 157,960.17 1,477,970.10

4,666.00 165,114.98 162,732.70 1,640,702.80

4,667.00 169,833.63 167,474.30 1,808,177.10

4,668.00 174,483.38 172,158.50 1,980,335.60

4,669.00 179,111.91 176,797.64 2,157,133.25

III.- CÁLCULO DEL BALANCE HIDRICO

TRIMESTRE

DEDUCCIONESAREA VULUMEN COTAS

Evaporacionmm Inicio Fin Inicio Fin Inicio Fin

Set. - Nov. 298379.00 470.00 47807.64 0 101718.37 118920.19 0.00 250571.36 4653.00 4656.21

Dic. - Feb. 522320.00 476.00 56606.01 0 118920.19 136124.78 250571.36 716285.35 4656.21 4659.86

Mar. - May. 1152643.00 357.00 48596.55 0 136124.78 170161.91 716285.35 1820331.81 4659.86 4667.07

Jun. - Ags. 196744.00 360.00 61258.29 1955817.52 170161.91 107357.89 1820331.81 0.00 4667.07 4654.00

TOTAL 2170086.00 1955817.52

INTERPOLACIÓN

Conociendo el volumen final util interpolando se obtiene

su respectiva cota y área

COTAvolu.

AREAvolu.

final final

4656.00 225644.17 117935.65 225644.17

4656.207 250571.36 118920.193 250571.36

APORTE m3

Req. Riego m3

m3

D71
Ina: calculo 4
E71
Ina: calculo5
F71
Ina: dato 1
G71
Ina: calculo 7
H71
Ina: dato2
I71
Ina: calculo6
J71
Ina: dato3
K71
Ina: calcullo8
Page 3: Balance Hidrico

4657.00 345955.78 122687.58 345955.78

COTAvolu.

AREAvolu.

final final

4659.00 600968.51 132164.64 600968.51

4659.858 716285.35 136124.777 716285.35

4660.00 735442.15 136782.65 735442.15

COTAvolu.

AREAvolu.

final final

4667.00 1808177.10 169833.63 1808177.10

4667.071 1820331.81 170161.91 1820331.81

4668.00 1980335.60 174483.38 1980335.60

NIVEL DE ALMACENAMIENTO MINIMO (NAM) = 4653.00 msnm

NIVEL DE ALMACENAMIENTO DE NORMAL ELEVACION (NANE) = 4667.07 msnm

NIVEL DE ALMACENAMIENTO DE MAXIMA ELEVACION (NAME) = NANE+ = 4667.47 msnm

IV.- CÁLCULO DE "H" Y DEL NAME

4.1.- CÁLCULO DE LA ALTURA "H"

El valor de "H" se determinará usando la siguiente expresión:

Datos:

Q = 8.60 m3/s (caudal de descarga)

C = 2.20

L = 22.50 m (valor asumido de acuerdo a la topografia)

Resolviendo la ecuación se obtiene:

H = 0.31 0.4m ≈

2/3.. HLCQd

Page 4: Balance Hidrico

4.2.- CÁLCULO DEL NAME

NAME = NANE + H = #REF! m

Por tanto:

NAME = #REF! m

V.- CÁLCULO DEL BORDE LIBRE

5.1) SEGÚN: "Manual para proyectos de pequeñas obras hidraulicas para riego y abrevado"

universidad de Chapingo Mexico

El cálculo del Borde Libre se determina usando la siguiente expresión:

Donde:

H = Altura máxima de diseño (m)

Hv = Distancia vertical entre elevaciones de la sección de control y el fondo

del cauce del arroyo (m)

Hd = Carga hidraulica sobre el vertedero

Ho = Altura máxima de olas (m)

HL = Altura libre

Hcauce = Para 5 000 m3 (volumen muerto), asumido para pequeñas presas

la altura equivalente sera de 0,05 m; que es insignificante para el diseño.

Hcauce = H (NAM)

Resolviendo:

#REF! #REF! m

0.40 m

a) Cálculo de"Ho"

El valor de "Ho" se determinará mediante la siguiente expresión:

V = 30.00 km/h = 18.64 millas/h (velocidad del viento)

F = 0.577 km (FETCH)

* Ho = 0.06 m

* Hv = NANE - NAM =

* Hd = H =

LODV HHHHH

FVHO ).068.0.005.0(

Page 5: Balance Hidrico

b) Cálculo de"HL"

* HL = 0.50 m asumido

entonces:

#REF! #REF! m

c) Cálculo del Borde Libre "BL"

El valor del Borde Libre se cálcula mediante la siguiente expresión:

* BL = 0.56 m

d) ELEVACIÓN DE LA CORONA

Elevación NANE = #REF! msnm

Hd = 0.40 m

BL = 0.56 m

Elevación de la corona = #REF! msnm

5.2) SEGÚN: "Memorias del seminario diseño de presas de tierra". UNI-FIC-CISMID

El cálculo del Borde Libre determina usando la siguiente expresión:

Donde:

HBL = Distancia vertical entre la corona del terraplen y la superficie de agua del vaso en (NAME)

Hv = Amplitud del oleage generado por el viento

Hr = Altura de rodamiento de las olas sobre el talud aguas arriba

H =Δ Asentamiento máximo de la corona

Hs = Margen de seguridad

Datos:

V = 30.00 km/h (velocidad del viento)

F = 0.577 km (FETCH)

a) Cálculo de"Hv"

* H =

HsHHrHvHBL

HLHoBL

Page 6: Balance Hidrico

El valor de "Hv" se determina mediante la siguiente expresión:

* Hv = 65.95 cm

49.267622.3 FVFHv

Page 7: Balance Hidrico

b) Cálculo de"Hr"

El valor de "Hr" se determina mediante la siguiente expresión:

* Hr = 26.38 cm

c) Cálculo de" H"Δ

El valor de " H" se determina mediante la siguiente expresión:Δ

K = 0.00002 cm-1 (Permeabilidad para material CL)

H = #REF! cm

Por lo tanto:

* H =Δ #REF! cm

d) Cálculo de"Hs"

El valor de "Hs" se determina de la siguiente manera:

Hs = (NAME - NANE)/3 = #REF! m

Hs = 65.95 cm

Hs = 60.00 cm

por lo tanto:

* HBL = #REF! cm

e) Cálculo de la Elevación de la Corona

ELEVACIÓN DE LA CORONA = #REF! msnm

5.3) SEGÚN: "Predimencionamiento y estimación de costos de obras de presas a nivel

preliminar" CIDIAT

El cálculo del Borde Libre determina usando la siguiente expresión:

2KHH

HvHr *4.0

BLAHLBL

Page 8: Balance Hidrico

a) Cálculo de"HL"

El valor de "HL" se determina de la siguiente manera:

* HL = 0.06 m

b) Cálculo de "BLA"

El cálculo del Borde Libre determina usando la siguiente expresión:

BLA = 1.5 HL

* BLA = 0.09 m

Por lo tanto:

c) Cálculo del Borde Libre "BL"

BL = 0.16 m

d) Cálculo de la Elevación de la Corona

ELEVACIÓN DE LA CORONA = #REF! msnm

5.4) CRITERIO TOMADO POR EL GRUPO

El criterio tomado por el grupo está basado en el "Manual de Proyectos de pequeñas obras

para riego y abrevado",además se tomó "Memorias del seminario diseño de Presas" UNI-

FIC - CIDMID; Para determinar el asentamiento que sufre la presa y evitar la reducción del

Borde Libre de la Presa.

Para lo cual se tiene la siguiente expresión:

Donde:

H = altura máxima de diseño (m)

Hv = distancia vertical entre elevaciones de la sección de control y el fondo

BLAHLBL

FVVHL ).068.0.005.0(

HaHHHHH LODV ¡

Page 9: Balance Hidrico

del cauce del arroyo (m)

Hd = carga hidraulica sobre el vertedero

Ho = altura máxima de olas (m)

HL = altura libre

Ha = altura por asentamiento

Page 10: Balance Hidrico

a) Cálculo de"Hv"

* Hv = NANE - NAM = #REF! #REF! m

Por lo tanto: Hv = #REF! m

b) Cálculo de"Hd"

* Hd = H = 0.40 m

Por lo tanto: Hd = 0.4 m

c) Cálculo de"Ho"

V = 30.00 km/h = 18.64 millas/h (velocidad del viento)

F = 0.577 km (FETCH)

Ho = 0.06 m

Por lo tanto: Ho= 0.06 m

d) Cálculo de"HL"

Por lo tanto: HL = 0.50 m (Asumido)

e) Cálculo de"BL"

BL = 0.56 m

f) Cálculo de"Ha"

Donde:

H = #REF!

Por lo tanto: H = #REF! m

FVHO ).068.0.005.0(

HLHoBL

2HKHa

Page 11: Balance Hidrico

K = 0.00002 cm-1 (Permeabilidad para material CL: 10^-7 < K < 10^-4)

H = #REF! cm

Ha = #REF! cm

Por lo tanto:

Ha = #REF! Cm

5.5) CÁLCULO DE LA ELEVACIÓN DE LA CORONA

Elevación NANE = #REF! msnm

Hd = 0.40 m

BL = 0.56 m

Ha = #REF! m

* Altura desde el nivel NAM hasta la Corona = #REF! m

* Elevación de la corona = #REF! msnm

* Altura desde el N.TN hasta el NAM = 1.00

(Se determinará apartir del corte más crítica de la presa)

* Considerando Altura de Cimentación = 0.50 m

POR TANTO:

ALTURA TOTAL DE LA PRESA = #REF! m

VI.- CARACTERÍSTICAS DE LOS TALUDES

De acuerdo a las referencias 5.2 (Universidad de Chapingo - Mexico):

Para Pequeñas Presas de altura máxima de 6 a 7.5m;se tiene:

Talud aguas arriba 2.5 : 1

Talud aguas abajo 2.0 : 1

VII.- CÁLCULO DEL ANCHO DE LA CORONA

7.1) De acuerdo a la referencia Nº 1:

W = ancho de la cresta (pies)

Z = altura de la presa (pies)1210

5

ZW

Page 12: Balance Hidrico

Z = #REF! pies

W = #REF! pies = #REF! m

7.2) De acuerdo a la referencia Nº 5: (para anchos mínimos de corona)

* Hasta 12 m de altura, el ancho mínimo = 3.00 m

Page 13: Balance Hidrico

7.3) Según G. Post - P. Lande :

B = ancho de la corona (m)

H = altura de la presa (m)

Entonces se tiene:

H presa = #REF! m

B = #REF! m

Finalmente tomamos:

ANCHO DE CORONA = 4.00 m

ELEVACIÓN DE LA CORONA = #REF! m.s.n.m.

HB .65.1

Page 14: Balance Hidrico

DISEÑO DE LA MICROPRESA CANCAYA (0YÓN - LIMA)

OBRA : MICROREPRESA CANCAYA (OYÓN-LIMA) FECHA: 6/25/2010ENTIDAD : UNASAM HECHO: ALUMNOS - FICCUADRO Nº : 1 REV:

I.- DATOS HIDROLÓGICOS

APORTES DE LA CUENCA EVAPORACIÓN

(m3) (mm)

Enero 164300.00 142

Febrero 183540.00 145

Marzo 998555.00 138

Abril 79630.00 121

Mayo 74458.00 98

Junio 61642.00 94

Julio 56652.00 128

Agosto 78450.00 138

Setiembre 102954.00 146

Octubre 89245.00 152

Noviembre 106180.00 172

Diciembre 174480.00 189

APORTES DE LA CUENCA TRIMESTRE EVAPORACIÓN TRIMESTRE

(m3) m3 (mm) (mm)

Setiembre 102954.00 298379.00 146 470.00

Octubre 89245.00 152

Noviembre 106180.00 172

Diciembre 174480.00 522320.00 189 476.00

Enero 164300.00 142

Febrero 183540.00 145

Marzo 998555.00 1152643.00 138 357.00

Abril 79630.00 121

Mayo 74458.00 98

Junio 61642.00 196744.00 94 360.00

Julio 56652.00 128

Agosto 78450.00 138

II.- CUADRO DE ÁREAS Y VOLUMENES

Page 15: Balance Hidrico

Del plano y de las interpolaciones obtenemos los siguientes datos.

COTA ÁREA VOLUMEN VOLUMEN

m2 m3 ACUM.

4,654.00 107,357.89 0.00 0.00

4,655.00 112,997.40 0.00 0.00 NAM

4,656.00 117,935.65 115,466.52 115,466.52

4,657.00 122,687.58 120,311.61 235,778.14

4,658.00 127,586.62 125,137.10 360,915.24

4,659.00 132,164.64 129,875.63 490,790.86

4,660.00 136,782.65 134,473.64 625,264.51

4,661.00 141,435.49 139,109.07 764,373.58

4,662.00 146,123.38 143,779.43 908,153.01

4,663.00 150,832.63 148,478.00 1,056,631.01

4,664.00 155,569.92 153,201.27 1,209,832.29

4,665.00 160,350.41 157,960.17 1,367,792.45

4,666.00 165,114.98 162,732.70 1,530,525.15

4,667.00 169,833.63 167,474.30 1,697,999.46

4,668.00 174,483.38 172,158.50 1,870,157.96

4,669.00 179,111.91 176,797.64 2,046,955.60

III.- CÁLCULO DEL BALANCE HIDRICO

TRIMESTRE

DEDUCIONESAREA VULUMEN COTAS

Evaporacionmm Inicio Fin Inicio Fin Inicio Fin

Set. - Nov. 298379.00 470.00 53108.78 0 112997.40 123059.19 0.00 245270.22 4655.00 4657.08

Dic. - Feb. 522320.00 476.00 58576.17 0 123059.19 139583.86 245270.22 709014.05 4657.08 4660.60

Mar. - May. 1152643.00 357.00 49831.44 0 139583.86 172907.91 709014.05 1811825.61 4660.60 4667.66

Jun. - Ags. 196744.00 360.00 62246.85 1946322.76 172907.91 107357.89 1811825.61 0.00 4667.66 4654.00

TOTAL 2170086.00 1946322.76

INTERPOLACIÓN

Conociendo el volumen final util interpolando se obtiene

su respectiva cota y área

COTAvolu.

AREAvolu.

final final

4657.00 235778.14 122687.58 235778.14

4657.076 245270.22 123059.189 245270.22

4658.00 360915.24 127586.62 360915.24

APORTE m3

Req. Riego m3

m3

D70
Ina: calculo 4
E70
Ina: calculo5
F70
Ina: dato 1
G70
Ina: calculo 7
H70
Ina: dato2
I70
Ina: calculo6
J70
Ina: dato3
K70
Ina: calcullo8
Page 16: Balance Hidrico

COTAvolu.

AREAvolu.

final final

4660.00 625264.51 136782.65 625264.51

4660.602 709014.05 139583.856 709014.05

4661.00 764373.58 141435.49 764373.58

COTAvolu.

AREAvolu.

final final

4667.00 1697999.46 169833.63 1697999.46

4667.661 1811825.61 172907.907 1811825.61

4668.00 1870157.96 174483.38 1870157.96

NIVEL DE ALMACENAMIENTO MINIMO (NAM) = 4655.00 msnm

NIVEL DE ALMACENAMIENTO DE NORMAL ELEVACION (NANE) = 4667.66 msnm

NIVEL DE ALMACENAMIENTO DE MAXIMA ELEVACION (NAME) = NANE+ = 4668.06 msnm

IV.- CÁLCULO DE "H" Y DEL NAME

4.1.- CÁLCULO DE LA ALTURA "H"

El valor de "H" se determinará usando la siguiente expresión:

Datos:

Q = 8.60 m3/s (caudal de descarga)

C = 2.20

L = 22.50 m (valor asumido de acuerdo a la topografia)

Resolviendo la ecuación se obtiene:

H = 0.31 0.4m ≈

2/3.. HLCQd

Page 17: Balance Hidrico

4.2.- CÁLCULO DEL NAME

NAME = NANE + H = #REF! m

Por tanto:

NAME = #REF! m

V.- CÁLCULO DEL BORDE LIBRE

5.1) SEGÚN: "Manual para proyectos de pequeñas obras hidraulicas para riego y abrevado"

universidad de Chapingo Mexico

El cálculo del Borde Libre se determina usando la siguiente expresión:

Donde:

H = Altura máxima de diseño (m)

Hv = Distancia vertical entre elevaciones de la sección de control y el fondo

del cauce del arroyo (m)

Hd = Carga hidraulica sobre el vertedero

Ho = Altura máxima de olas (m)

HL = Altura libre

Hcauce = Para 5 000 m3 (volumen muerto), asumido para pequeñas presas

la altura equivalente sera de 0,05 m; que es insignificante para el diseño.

Hcauce = H (NAM)

Resolviendo:

#REF! #REF! m

0.40 m

a) Cálculo de"Ho"

El valor de "Ho" se determinará mediante la siguiente expresión:

V = 30.00 km/h = 18.64 millas/h (velocidad del viento)

F = 0.577 km (FETCH)

* Ho = 0.06 m

* Hv = NANE - NAM =

* Hd = H =

LODV HHHHH

FVHO ).068.0.005.0(

Page 18: Balance Hidrico

b) Cálculo de"HL"

* HL = 0.50 m asumido

entonces:

#REF! #REF! m

c) Cálculo del Borde Libre "BL"

El valor del Borde Libre se cálcula mediante la siguiente expresión:

* BL = 0.56 m

d) ELEVACIÓN DE LA CORONA

Elevación NANE = #REF! msnm

Hd = 0.40 m

BL = 0.56 m

Elevación de la corona = #REF! msnm

5.2) SEGÚN: "Memorias del seminario diseño de presas de tierra". UNI-FIC-CISMID

El cálculo del Borde Libre determina usando la siguiente expresión:

Donde:

HBL = Distancia vertical entre la corona del terraplen y la superficie de agua del vaso en (NAME)

Hv = Amplitud del oleage generado por el viento

Hr = Altura de rodamiento de las olas sobre el talud aguas arriba

H =Δ Asentamiento máximo de la corona

Hs = Margen de seguridad

Datos:

V = 30.00 km/h (velocidad del viento)

F = 0.577 km (FETCH)

a) Cálculo de"Hv"

* H =

HsHHrHvHBL

HLHoBL

Page 19: Balance Hidrico

El valor de "Hv" se determina mediante la siguiente expresión:

* Hv = 65.95 cm

49.267622.3 FVFHv

Page 20: Balance Hidrico

b) Cálculo de"Hr"

El valor de "Hr" se determina mediante la siguiente expresión:

* Hr = 26.38 cm

c) Cálculo de" H"Δ

El valor de " H" se determina mediante la siguiente expresión:Δ

K = 0.00002 cm-1 (Permeabilidad para material CL)

H = #REF! cm

Por lo tanto:

* H =Δ #REF! cm

d) Cálculo de"Hs"

El valor de "Hs" se determina de la siguiente manera:

Hs = (NAME - NANE)/3 = #REF! m

Hs = 65.95 cm

Hs = 60.00 cm

por lo tanto:

* HBL = #REF! cm

e) Cálculo de la Elevación de la Corona

ELEVACIÓN DE LA CORONA = #REF! msnm

5.3) SEGÚN: "Predimencionamiento y estimación de costos de obras de presas a nivel

preliminar" CIDIAT

El cálculo del Borde Libre determina usando la siguiente expresión:

2KHH

HvHr *4.0

BLAHLBL

Page 21: Balance Hidrico

a) Cálculo de"HL"

El valor de "HL" se determina de la siguiente manera:

* HL = 0.06 m

b) Cálculo de "BLA"

El cálculo del Borde Libre determina usando la siguiente expresión:

BLA = 1.5 HL

* BLA = 0.09 m

Por lo tanto:

c) Cálculo del Borde Libre "BL"

BL = 0.16 m

d) Cálculo de la Elevación de la Corona

ELEVACIÓN DE LA CORONA = #REF! msnm

5.4) CRITERIO TOMADO POR EL GRUPO

El criterio tomado por el grupo está basado en el "Manual de Proyectos de pequeñas obras

para riego y abrevado",además se tomó "Memorias del seminario diseño de Presas" UNI-

FIC - CIDMID; Para determinar el asentamiento que sufre la presa y evitar la reducción del

Borde Libre de la Presa.

Para lo cual se tiene la siguiente expresión:

Donde:

H = altura máxima de diseño (m)

Hv = distancia vertical entre elevaciones de la sección de control y el fondo

BLAHLBL

FVVHL ).068.0.005.0(

HaHHHHH LODV ¡

Page 22: Balance Hidrico

del cauce del arroyo (m)

Hd = carga hidraulica sobre el vertedero

Ho = altura máxima de olas (m)

HL = altura libre

Ha = altura por asentamiento

Page 23: Balance Hidrico

a) Cálculo de"Hv"

* Hv = NANE - NAM = #REF! #REF! m

Por lo tanto: Hv = #REF! m

b) Cálculo de"Hd"

* Hd = H = 0.40 m

Por lo tanto: Hd = 0.4 m

c) Cálculo de"Ho"

V = 30.00 km/h = 18.64 millas/h (velocidad del viento)

F = 0.577 km (FETCH)

Ho = 0.06 m

Por lo tanto: Ho= 0.06 m

d) Cálculo de"HL"

Por lo tanto: HL = 0.50 m (Asumido)

e) Cálculo de"BL"

BL = 0.56 m

f) Cálculo de"Ha"

Donde:

H = #REF!

Por lo tanto: H = #REF! m

FVHO ).068.0.005.0(

HLHoBL

2HKHa

Page 24: Balance Hidrico

K = 0.00002 cm-1 (Permeabilidad para material CL: 10^-7 < K < 10^-4)

H = #REF! cm

Ha = #REF! cm

Por lo tanto:

Ha = #REF! Cm

5.5) CÁLCULO DE LA ELEVACIÓN DE LA CORONA

Elevación NANE = #REF! msnm

Hd = 0.40 m

BL = 0.56 m

Ha = #REF! m

* Altura desde el nivel NAM hasta la Corona = #REF! m

* Elevación de la corona = #REF! msnm

* Altura desde el N.TN hasta el NAM = 1.00

(Se determinará apartir del corte más crítica de la presa)

* Considerando Altura de Cimentación = 0.50 m

POR TANTO:

ALTURA TOTAL DE LA PRESA = #REF! m

VI.- CARACTERÍSTICAS DE LOS TALUDES

De acuerdo a las referencias 5.2 (Universidad de Chapingo - Mexico):

Para Pequeñas Presas de altura máxima de 6 a 7.5m;se tiene:

Talud aguas arriba 2.5 : 1

Talud aguas abajo 2.0 : 1

VII.- CÁLCULO DEL ANCHO DE LA CORONA

7.1) De acuerdo a la referencia Nº 1:

W = ancho de la cresta (pies)

Z = altura de la presa (pies)1210

5

ZW

Page 25: Balance Hidrico

Z = #REF! pies

W = #REF! pies = #REF! m

7.2) De acuerdo a la referencia Nº 5: (para anchos mínimos de corona)

* Hasta 12 m de altura, el ancho mínimo = 3.00 m

Page 26: Balance Hidrico

7.3) Según G. Post - P. Lande :

B = ancho de la corona (m)

H = altura de la presa (m)

Entonces se tiene:

H presa = #REF! m

B = #REF! m

Finalmente tomamos:

ANCHO DE CORONA = 4.00 m

ELEVACIÓN DE LA CORONA = #REF! m.s.n.m.

HB .65.1

Page 27: Balance Hidrico

DISEÑO DE LA MICROPRESA CANCAYA (0YÓN - LIMA)

OBRA : MICROREPRESA CANCAYA (OYÓN-LIMA) FECHA: 6/25/2010ENTIDAD : UNASAM HECHO: ALUMNOS - FICCUADRO Nº : 1 REV:

I.- DATOS HIDROLÓGICOS

APORTES DE LA CUENCA EVAPORACIÓN

(m3) (mm)

Enero 164300.00 142

Febrero 183540.00 145

Marzo 998555.00 138

Abril 79630.00 121

Mayo 74458.00 98

Junio 61642.00 94

Julio 56652.00 128

Agosto 78450.00 138

Setiembre 102954.00 146

Octubre 89245.00 152

Noviembre 106180.00 172

Diciembre 174480.00 189

APORTES DE LA CUENCA TRIMESTRE EVAPORACIÓN TRIMESTRE

(m3) m3 (mm) (mm)

Setiembre 102954.00 298379.00 146 470.00

Octubre 89245.00 152

Noviembre 106180.00 172

Diciembre 174480.00 522320.00 189 476.00

Enero 164300.00 142

Febrero 183540.00 145

Marzo 998555.00 1152643.00 138 357.00

Abril 79630.00 121

Mayo 74458.00 98

Junio 61642.00 196744.00 94 360.00

Julio 56652.00 128

Agosto 78450.00 138

II.- CUADRO DE ÁREAS Y VOLUMENES

Page 28: Balance Hidrico

Del plano y de las interpolaciones obtenemos los siguientes datos.

COTA ÁREA VOLUMEN VOLUMEN

m2 m3 ACUM.

4,654.00 107,357.89 0.00 0.00 NAM

4,655.00 112,997.40 110,177.65 110,177.65

4,656.00 117,935.65 115,466.52 225,644.17

4,657.00 122,687.58 120,311.61 345,955.78

4,658.00 127,586.62 125,137.10 471,092.88

4,659.00 132,164.64 129,875.63 600,968.51

4,660.00 136,782.65 134,473.64 735,442.15

4,661.00 141,435.49 139,109.07 874,551.22

4,662.00 146,123.38 143,779.43 1,018,330.66

4,663.00 150,832.63 148,478.00 1,166,808.66

4,664.00 155,569.92 153,201.27 1,320,009.93

4,665.00 160,350.41 157,960.17 1,477,970.10

4,666.00 165,114.98 162,732.70 1,640,702.80

4,667.00 169,833.63 167,474.30 1,808,177.10

4,668.00 174,483.38 172,158.50 1,980,335.60

4,669.00 179,111.91 176,797.64 2,157,133.25

III.- CÁLCULO DEL BALANCE HIDRICO

TRIMESTRE

DEDUCIONESAREA VULUMEN COTAS

Evaporacionmm Inicio Fin Inicio Fin Inicio Fin

Set. - Nov. 298379.00 470.00 50458.21 0 107357.89 118815.50 0.00 247920.79 4654.00 4656.19

Dic. - Feb. 522320.00 476.00 56556.18 0 118815.50 136035.46 247920.79 713684.61 4656.19 4659.84

Mar. - May. 1152643.00 357.00 48564.66 0 136035.46 170092.53 713684.61 1817762.95 4659.84 4667.06

Jun. - Ags. 196744.00 360.00 61233.31 1953273.64 170092.53 107357.89 1817762.95 0.00 4667.06 4654.00

TOTAL 2170086.00 1953273.64

INTERPOLACIÓN

Conociendo el volumen final util interpolando se obtiene

su respectiva cota y área

COTAvolu.

AREAvolu.

final final

4656.00 225644.17 117935.65 225644.17

4656.185 247920.79 118815.504 247920.79

4657.00 345955.78 122687.58 345955.78

APORTE m3

Req. Riego m3

m3

D70
Ina: calculo 4
E70
Ina: calculo5
F70
Ina: dato 1
G70
Ina: calculo 7
H70
Ina: dato2
I70
Ina: calculo6
J70
Ina: dato3
K70
Ina: calcullo8
Page 29: Balance Hidrico

COTAvolu.

AREAvolu.

final final

4659.00 600968.51 132164.64 600968.51

4659.838 713684.61 136035.464 713684.61

4660.00 735442.15 136782.65 735442.15

COTAvolu.

AREAvolu.

final final

4667.00 1808177.10 169833.63 1808177.10

4667.056 1817762.95 170092.529 1817762.95

4668.00 1980335.60 174483.38 1980335.60

NIVEL DE ALMACENAMIENTO MINIMO (NAM) = 4654.00 msnm ≈ 4654.00 msnm

NIVEL DE ALMACENAMIENTO DE NORMAL ELEVACION (NANE) = 4667.06 msnm ≈ 4667.00 msnm

NIVEL DE ALMACENAMIENTO DE MAXIMA ELEVACION (NAME) = NANE+ = 4667.40 msnm ≈ 4667.40 msnm

IV.- CÁLCULO DE "H" Y DEL NAME

4.1.- CÁLCULO DE LA ALTURA "H"

El valor de "H" se determinará usando la siguiente expresión:

Datos:

Q = 8.60 m3/s (caudal de descarga)

C = 2.20

L = 20.00 m (valor asumido de acuerdo a la topografia)

Resolviendo la ecuación se obtiene:

H = 0.34 0.4m ≈

2/3.. HLCQd

Page 30: Balance Hidrico

4.2.- CÁLCULO DEL NAME

NAME = NANE + H = 4667.40 m

Por tanto:

NAME = 4667.40 m

V.- CÁLCULO DEL BORDE LIBRE

5.1) SEGÚN: "Manual para proyectos de pequeñas obras hidraulicas para riego y abrevado"

universidad de Chapingo Mexico

El cálculo del Borde Libre se determina usando la siguiente expresión:

Donde:

H = Altura máxima de diseño (m)

Hv = Distancia vertical entre elevaciones de la sección de control y el fondo

del cauce del arroyo (m)

Hd = Carga hidraulica sobre el vertedero

Ho = Altura máxima de olas (m)

HL = Altura libre

Hcauce = Para 5 000 m3 (volumen muerto), asumido para pequeñas presas

la altura equivalente sera de 0,05 m; que es insignificante para el diseño.

Hcauce = H (NAM)

Resolviendo:

4667-4654= 13.0 m

0.40 m

a) Cálculo de"Ho"

El valor de "Ho" se determinará mediante la siguiente expresión:

V = 50.00 km/h = 31.07 millas/h (velocidad del viento)

F = 0.664 km (FETCH)

* Ho = 0.15 m

* Hv = NANE - NAM =

* Hd = H =

LODV HHHHH

FVHO ).068.0.005.0(

Page 31: Balance Hidrico

b) Cálculo de"HL"

* HL = 0.50 m asumido

entonces:

13+0.4+0.15+0.5= 14.05 m

c) Cálculo del Borde Libre "BL"

El valor del Borde Libre se cálcula mediante la siguiente expresión:

* BL = 0.65 m

d) ELEVACIÓN DE LA CORONA

Elevación NANE = 4667.00 msnm

Hd = 0.40 m

BL = 0.65 m

Elevación de la corona = 4668.05 msnm 14.05

5.2) SEGÚN: "Memorias del seminario diseño de presas de tierra". UNI-FIC-CISMID

El cálculo del Borde Libre determina usando la siguiente expresión:

Donde:

HBL = Distancia vertical entre la corona del terraplen y la superficie de agua del vaso en (NAME)

Hv = Amplitud del oleage generado por el viento

Hr = Altura de rodamiento de las olas sobre el talud aguas arriba

H =Δ Asentamiento máximo de la corona

Hs = Margen de seguridad

Datos:

V = 50.00 km/h (velocidad del viento)

F = 0.664 km (FETCH)

a) Cálculo de"Hv"

* H =

HsHHrHvHBL

HLHoBL

Page 32: Balance Hidrico

El valor de "Hv" se determina mediante la siguiente expresión:

* Hv = 70.27 cm

49.267622.3 FVFHv

Page 33: Balance Hidrico

b) Cálculo de"Hr"

El valor de "Hr" se determina mediante la siguiente expresión:

* Hr = 28.11 cm

c) Cálculo de" H"Δ

El valor de " H" se determina mediante la siguiente expresión:Δ

K = 0.00002 cm-1 (Permeabilidad para material CL)

H = 1404.83 cm

Por lo tanto:

* H =Δ 39.47 cm

d) Cálculo de"Hs"

El valor de "Hs" se determina de la siguiente manera:

Hs = (NAME - NANE)/3 = 13.33 cm

Hs = 70.27 cm

Hs = 60.00 cm

por lo tanto:

* HBL = 208.12 cm

e) Cálculo de la Elevación de la Corona

ELEVACIÓN DE LA CORONA = #REF! msnm

5.3) SEGÚN: "Predimencionamiento y estimación de costos de obras de presas a nivel

preliminar" CIDIAT

El cálculo del Borde Libre determina usando la siguiente expresión:

2KHH

HvHr *4.0

BLAHLBL

Page 34: Balance Hidrico

a) Cálculo de"HL"

El valor de "HL" se determina de la siguiente manera:

* HL = 0.15 m

b) Cálculo de "BLA"

El cálculo del Borde Libre determina usando la siguiente expresión:

BLA = 1.5 HL

* BLA = 0.22 m

Por lo tanto:

c) Cálculo del Borde Libre "BL"

BL = 0.37 m

d) Cálculo de la Elevación de la Corona

ELEVACIÓN DE LA CORONA = #REF! msnm

5.4) CRITERIO TOMADO POR EL GRUPO

El criterio tomado por el grupo está basado en el "Manual de Proyectos de pequeñas obras

para riego y abrevado",además se tomó "Memorias del seminario diseño de Presas" UNI-

FIC - CIDMID; Para determinar el asentamiento que sufre la presa y evitar la reducción del

Borde Libre de la Presa.

Para lo cual se tiene la siguiente expresión:

Donde:

H = altura máxima de diseño (m)

Hv = distancia vertical entre elevaciones de la sección de control y el fondo

BLAHLBL

FVVHL ).068.0.005.0(

HaHHHHH LODV ¡

Page 35: Balance Hidrico

del cauce del arroyo (m)

Hd = carga hidraulica sobre el vertedero

Ho = altura máxima de olas (m)

HL = altura libre

Ha = altura por asentamiento

Page 36: Balance Hidrico

a) Cálculo de"Hv"

* Hv = NANE - NAM = #REF! #REF! m

Por lo tanto: Hv = #REF! m

b) Cálculo de"Hd"

* Hd = H = 0.40 m

Por lo tanto: Hd = 0.4 m

c) Cálculo de"Ho"

V = 50.00 km/h = 18.64 millas/h (velocidad del viento)

F = 0.664 km (FETCH)

Ho = 0.15 m

Por lo tanto: Ho= 0.15 m

d) Cálculo de"HL"

Por lo tanto: HL = 0.50 m (Asumido)

e) Cálculo de"BL"

BL = 0.65 m

f) Cálculo de"Ha"

Donde:

H = #REF!

Por lo tanto: H = #REF! m

FVHO ).068.0.005.0(

HLHoBL

2HKHa

Page 37: Balance Hidrico

K = 0.00002 cm-1 (Permeabilidad para material CL: 10^-7 < K < 10^-4)

H = #REF! cm

Ha = #REF! cm

Por lo tanto:

Ha = #REF! Cm

5.5) CÁLCULO DE LA ELEVACIÓN DE LA CORONA

Elevación NANE = #REF! msnm

Hd = 0.40 m

BL = 0.65 m

Ha = #REF! m

* Altura desde el nivel NAM hasta la Corona = #REF! m

* Elevación de la corona = #REF! msnm

* Altura desde el N.TN hasta el NAM = 1.00

(Se determinará apartir del corte más crítica de la presa)

* Considerando Altura de Cimentación = 0.50 m

POR TANTO:

ALTURA TOTAL DE LA PRESA = #REF! m

VI.- CARACTERÍSTICAS DE LOS TALUDES

De acuerdo a las referencias 5.2 (Universidad de Chapingo - Mexico):

Para Pequeñas Presas de altura máxima de 6 a 7.5m;se tiene:

Talud aguas arriba 2.5 : 1

Talud aguas abajo 2.0 : 1

VII.- CÁLCULO DEL ANCHO DE LA CORONA

7.1) De acuerdo a la referencia Nº 1:

W = ancho de la cresta (pies)

Z = altura de la presa (pies)1210

5

ZW

Page 38: Balance Hidrico

Z = #REF! pies

W = #REF! pies = #REF! m

7.2) De acuerdo a la referencia Nº 5: (para anchos mínimos de corona)

* Hasta 12 m de altura, el ancho mínimo = 3.00 m

Page 39: Balance Hidrico

7.3) Según G. Post - P. Lande :

B = ancho de la corona (m)

H = altura de la presa (m)

Entonces se tiene:

H presa = #REF! m

B = #REF! m

Finalmente tomamos:

ANCHO DE CORONA = 4.00 m

ELEVACIÓN DE LA CORONA = #REF! m.s.n.m.

HB .65.1

Page 40: Balance Hidrico

PROTECCION DEL TALUD AGUAS ARRIBA

1.0. Según el CIDIAT:PARA PROTECCION DEL ENROCADO: - Dimension de promedio minima de la roca (D50) = 25.00 cm - Espesor del enrocamiento : 0.31 m

2.0. Según BUREAU:

Para pequeñas presas, basado en la experiencia del BUREAU se presenta la granulometria de la roca colocada al volteo.

ESPESORES Y LIMITES DE GRANOLUMETRIA PARA ENROCAMIENTO SOBRE TALUDES DE 3: 1

FETCH ESPESOR GRANOLUMETRIA( millas) NOMINAL TAMAÑO cuanto menos el 45- 75% No mas del 25%

(pulg) MAXIMO 25% mayor que menor que<1 18 1000 300 10-300 102.5 24 1500 600 30-600 305 30 2500 1000 50-1000 50

10 36 5000 2000 100-2000 100

Para nuestro caso para un Fetch de : #REF! Km

para el talud de aguas arriba de 2.5 : 1 sera (Referencia Nª 5.2)1 milla =1.6093404 km

Espesor de Enrocamiento: 18.00 pulg

En metros 0.50 m

3.0. Emin = C.V 2

Emin = Espesor minimo de la capa de proteccion (m)V = Velocidad de la ola de diseño . Gaillard (m/sg)C = coeficente de acuerdo a la inclinacion del talud y el peso especifico del material.

Presa Teccllococha : V = 4.3 m/segC = 0.028Emin = 0.52 m

4.0. CRITERIO : Fecth : #REF! kmtalud : 2.5:1

Espesor nominal del enrocado: 0.50 m

5.0. DETERMINACION DEL PESO Y TAMAÑO DE LAS PIEDRAS :

5.1. G50 = 0,52

G50 : Peso promedio del 50% de las piedras : peso especifico de la piedra E : Espesor de la capa de proteccion

3ER

R

Page 41: Balance Hidrico

En la Presa Teccllococha :

Asumiendo:Piedra diabosa, pórfido para el enrocado

peso especifico de la piedra: 3.8T/m3 2.59lbs/pie3 peso especifico del agua: 1.0T/m3 0.65lbs/pie3

altura de ola de diseño: 0.20m 0.57Pies Gravedad Especifica: 4 2.15

= 3.80 t/m3E = 0.52 m

G50 = 274.20 kg

6.0 EN CONCLUSION:

Utilizaremos un enrocado de espesor de 50 cm

(D50) = 25 cm

G50 = 274.20

R

Page 42: Balance Hidrico

CALCULOS PARA LA TOMA CON VALVULA DE SALIDA

DATOS :#REF! msnm

: #REF!

3 meses: Setiembre,Octubre y Noviembre16 horas por día25 dias por mes

1.- "Según Manual para Proyectos"

1.1.- Gasto de la obra de toma para el volúmen de demanda

#REF!

#REF!

Ho= Horas de operación de la obra de toma por día(hora)Días de operación por mes(días)

Datos:

16.00

25.00

#REF!

1.2.- Se propone un ducto de 12 pulg.

El material utilizado sera tubos de Polietileno HDPE clase 10.0 de

acuerdo a la norma ITINTEC Nº 399.067

1.3.- Carga mínima de operación asumimos : 0.70 m

1.4.-

48.76 m

1.5.- Longitud del ducto: 43.10 m

1.6.- Longitud para el cálculo de la velocidad:L(m) Lev = long. Equivalente debida a pérdida de carga por válvula(m) Lec= long. Equivalente debida a pérdida de carga por codo(m)

. Elevación NANE :

. Volúmen m3

. Temporada de Riego :

. Sistema de Operación:

QOT=

máximo mensual(m3/seg)

Vdmáx= Vólumen de demanda máximo mensual(m3)

Vdmáx= V / Nºmeses =

Vdmáx=

Do=

HO=

DO=

QOT=

Hmin=

Longitud de la obra de toma (LOT):

LOT= long. Ducto + Long. Entrada + Long. Tanque

LOT=

LD=

25*16*600,3

10.349616

**3600max

OO

dOT

DH

VQ

C27
SE DEBE DAR ELTIEMPO DECUERDO AL USO
C28
SE PONE EN FUNCIÓN DE LOS DIAS DE OPERACIÓN
Page 43: Balance Hidrico

De tablas 2.11 mpara: = 12"ф 5.50 m

L= 52.82 m

1.7.- Área hidráulica de la sección circular

= 0.07 m2

1.8.- La velocidad es función de la fricción del ducto y piezas especiales; se calcula esta velocidad en forma aproximada

= #REF!

1.9.- Cálculo del coeficiente de fricción:

De tablas: 0.30 m obtenemos:para: V' = #REF! 0.02400

Material de HDP

1.10.- Cálculo de las pérdidas totales:

0.53

1.11.- Velocidad mínima del agua a la salida del ducto

1.66 m/seg

1.12.- Caudal mínimo (a la salida del ducto)

0.12 m3/seg

1.13.-

0.12 = #REF!

Lev=Lev=

ф=f=

. KT=coef. De pérdidas locales

. KR= coef. De pérdidas por rejilla(para proyectos : 0.10)

. KE= coef. De pérdidas por entrada de aristas redondeadas(para proyectos: 0.23)

. KS= coef. De pérdidas por salida(para proyectos: 0.20)

kT= kR + kE + Ks

kT=

Vmin =

Qmin = AxVmin

Qmin =

El Qmin QOT ; como Qmin = QOT

L

fKt

HmínV

1

43.4min

ecevD xLxLLL 12

A

QV OT'

4

2 xA

E99
SE APROXIMA
Page 44: Balance Hidrico

MÉTODO APROXIMADO DE EVANGELISTA

I. DATOS:

1.1. Altura de la micropresa H= 7.00 m1.2. Altura de embalse h = 6.23 m1.3. Borde Libre r = 0.77 m1.4. h''= 0.50 m1.5. Del Gráfico L= 15.58 m DF = bv = 14.00 m

b = 16.11 m FA = bw = 21.50 mEF = hs = 3.23 m

1.6. Peso especifico del agua =γ 1000 kg/m3

1.7. Peso especifico del terreno compactado 1780 kg/m31.8. Porosidad n = 30%

II. PROCESO:

2.1. Peso especifico del terreno saturado:

2080 kg/m3

2.2. Peso especifico del terreno sumergidogg = 1080 kg/m3

2.3. Calculo de superficies

Del Grafico se determina la linea de saturacion,que con la recta CF,limitan las superficies sgtes:

AGUAS ARRIBA AGUAS ABAJO

70.93 m2 16.91 m2

16.25 m2 29.19 m2

87.18 m2 46.10 m2

2.4. Calculo de la densidad media del talud aguas abajo

gm = 1523.18 kg/m3

2.5. Calculo de la densidad media del talud aguas arriba

gm' = 2024.08 kg/m3

2.6. Analisis del talud aguas abajo

2.6.1. Calculo del esfuerzo total de corte en la base

γc =

gs =

SABEF SEFG

SBEC SCEGD

SABCF SCDF

γm= (SCEGD. γc+ SEFG. γg)/( SCEGD + SEFG)

γm´= (SBEC. γc+ SABEF. γS)/( SBEC + SABEF)

ncs

sg

Page 45: Balance Hidrico

Donde: f= 26

= λ 0.39

Tv = 19787.71 kg/m

2.6.2. Calculo de la resistencia al deslizamiento

Rv= 48248.97 kg/m

2.6.3. Coeficiente de seguridad

CS=Rv/Tv= 2.44

2.7. Analisis del talud aguas arriba

2.7.1. Calculo del esfuerzo total de corte

24579.41 Kg/m

2.7.2 Calculo de la resistencia

107568.69 Kg/m

2.7.3 Coeficiente de seguridad

CS = 4.38

= Tgλ 2(45-f/2)

Tv= 0.5* γm* *Hλ 2+0.5* *hγ s2

Rv = m*Sγ CDF*tgf+ *bv γ

TM = 0.5* m' * * Hγ λ 2+0.5* *hγ s2

TM =

RM = γm´ * SABCF*tgf + *bγ w

RM =

CS = RM / TM

Page 46: Balance Hidrico

ELIGIENDO EL GAVION DE DIMENSIONES

ALTO : 0.50 mANCHO : 1.00 mLARGO : 1.50 m

Según el criterio tenemos :

C21
Ina: PUEDE SER LOS VALORES DE: 05 Y 1.0 METROS
C22
Ina: UNICO VALOR
C23
Ina: SUS VALORES PUEDEN SER :1.5,2.0,3.0 Y 4.0 METROS