Bocatoma

OBRAS HIDRAULICASOBRAS HIDRAULICAS

ING. MAXIMO M. GUTIERREZ BERNAOLAING. MAXIMO M. GUTIERREZ BERNAOLA

OBRAS DE CAPTACIONOBRAS DE CAPTACION

EL AGUA QUE PUEDE UTILIZARSE EL AGUA QUE PUEDE UTILIZARSE CON MAYOR FACILIDAD Y EN LA CON MAYOR FACILIDAD Y EN LA FORMA MAS ECONOMICA ES LA QUE FORMA MAS ECONOMICA ES LA QUE CORRE POR LOS RIOS.CORRE POR LOS RIOS.LAS OBRAS DE CAPTACION DE ESTA LAS OBRAS DE CAPTACION DE ESTA AGUA PUEDEN DIVIDIRSE EN OBRAS AGUA PUEDEN DIVIDIRSE EN OBRAS DE TOMA DIRECTA, PRESA DE TOMA DIRECTA, PRESA DERIVADORA Y PRESAS DERIVADORA Y PRESAS REGULADORAS.REGULADORAS.

BOCATOMABOCATOMA

SE DEFINE ASÍ A LA ESTRUCTURA SE DEFINE ASÍ A LA ESTRUCTURA QUE TIENE FINALIDAD DE DERIVAR QUE TIENE FINALIDAD DE DERIVAR PARTE O EL TOTAL DEL CAUDAL QUE PARTE O EL TOTAL DEL CAUDAL QUE DISCURRE EN UN RIÓ, PARA IRRIGAR DISCURRE EN UN RIÓ, PARA IRRIGAR UNA ÁREA BAJO RIEGO O GENERAR UNA ÁREA BAJO RIEGO O GENERAR ENERGÍA MEDIANTE SU UTILIZACIÓN ENERGÍA MEDIANTE SU UTILIZACIÓN EN UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICAEN UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA

ETAPAS DEL DESARROLLO DE LA ETAPAS DEL DESARROLLO DE LA CONSTRUCCION DE BOCATOMAS CONSTRUCCION DE BOCATOMAS

REALIZANDO UNA VISIÓN A TRAVÉS DEL TIEMPO, DESDE UN REALIZANDO UNA VISIÓN A TRAVÉS DEL TIEMPO, DESDE UN PUNTO DE VISTA TÉCNICO, PODEMOS ESTABLECER TRES PUNTO DE VISTA TÉCNICO, PODEMOS ESTABLECER TRES ETAPAS DEL DESARROLLO DE LA CONSTRUCCIÓN DE ETAPAS DEL DESARROLLO DE LA CONSTRUCCIÓN DE BOCATOMAS.BOCATOMAS.

aa. EMPLEO DE MADERA Y PIEDRAS. EMPLEO DE MADERA Y PIEDRAS ANTE LAS LIMITACIONES DE LAS TÉCNICAS DE USO DEL ANTE LAS LIMITACIONES DE LAS TÉCNICAS DE USO DEL

CONCRETO, MANUFACTURA DEL ACERO O GENERACIÓN DE CONCRETO, MANUFACTURA DEL ACERO O GENERACIÓN DE ENERGÍA, SE USARON LA MADERA Y PIEDRAS (CABALLOS) ENERGÍA, SE USARON LA MADERA Y PIEDRAS (CABALLOS) COMO ELEMENTOS PRINCIPALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE COMO ELEMENTOS PRINCIPALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LAS BOCATOMASLAS BOCATOMAS

ES CONOCIDO QUE LAS BOCATOMAS CONSTRUIDAS DE ESTE ES CONOCIDO QUE LAS BOCATOMAS CONSTRUIDAS DE ESTE MODO SON ARRASTRADAS Y DESTRUIDAS DURANTE LA ÉPOCA MODO SON ARRASTRADAS Y DESTRUIDAS DURANTE LA ÉPOCA DE AVENIDAS A PESAR DE QUE SE CONSTRUYEN TRATANDO DE AVENIDAS A PESAR DE QUE SE CONSTRUYEN TRATANDO DE DARLE LA MENOR RESISTENCIA AL EFECTO EROSIVO DEL DE DARLE LA MENOR RESISTENCIA AL EFECTO EROSIVO DEL RIÓ FIG Nº 1RIÓ FIG Nº 1

EMPLEO DE MADERA Y EMPLEO DE MADERA Y PIEDRASPIEDRAS


b. b. EMPLEO DEL ACERO Y EL CONCRETOEMPLEO DEL ACERO Y EL CONCRETO Esta etapa se caracteriza con la aparición de Esta etapa se caracteriza con la aparición de

nuevas técnicas de fabricación del concreto y el nuevas técnicas de fabricación del concreto y el acero.acero.

así como la introducción de la energía eléctrica así como la introducción de la energía eléctrica para la operación y construcción,para la operación y construcción,

haciendo posible la edificación de haciendo posible la edificación de vertederos rígidos con mayor resistenciavertederos rígidos con mayor resistencia

SIN EMBARGO, ESTO GENERA PROBLEMAS DE ROTURAS EN LOS SIN EMBARGO, ESTO GENERA PROBLEMAS DE ROTURAS EN LOS DIQUES LATERALES, DEBIDO AL IMPACTO DIRECTO DE LAS AGUAS DIQUES LATERALES, DEBIDO AL IMPACTO DIRECTO DE LAS AGUAS

HACIA ELLOS HACIA ELLOS

PROYECCION DE LAS ESTRUCTURASPROYECCION DE LAS ESTRUCTURAS


C. EMPLEO DE MAQUINARIA PESADAC. EMPLEO DE MAQUINARIA PESADA LA ETAPA MÁS RECIENTE SE CARACTERIZA CON LA LA ETAPA MÁS RECIENTE SE CARACTERIZA CON LA

APARICIÓN DE POTENTES MAQUINARIAS PARA LA APARICIÓN DE POTENTES MAQUINARIAS PARA LA CONSTRUCCIÓN CIVIL (RETROEXCAVADORAS, BULLDOZERS, CONSTRUCCIÓN CIVIL (RETROEXCAVADORAS, BULLDOZERS, ETC.) Y EL EMPLEO DE NUEVAS TÉCNICAS EN INGENIERÍA ETC.) Y EL EMPLEO DE NUEVAS TÉCNICAS EN INGENIERÍA CIVIL Y EN LA COMUNICACIÓNCIVIL Y EN LA COMUNICACIÓN

QUE HAN PERMITIDO LA CONSTRUCCIÓN DE CIMENTACIONES QUE HAN PERMITIDO LA CONSTRUCCIÓN DE CIMENTACIONES QUE PUEDEN ALOJAR COMPUERTAS DE GRANDES LUCES QUE QUE PUEDEN ALOJAR COMPUERTAS DE GRANDES LUCES QUE SON ACCIONADAS POR EQUIPOS CON SISTEMAS ELÉCTRICOS SON ACCIONADAS POR EQUIPOS CON SISTEMAS ELÉCTRICOS O HIDRÁULICOSO HIDRÁULICOS

RECOMENDÁNDOSE SIEMPRE LA NECESIDAD DE CONTAR CON RECOMENDÁNDOSE SIEMPRE LA NECESIDAD DE CONTAR CON UN EQUIPO AUXILIAR INDEPENDIENTE PARA CASOS DE UN EQUIPO AUXILIAR INDEPENDIENTE PARA CASOS DE EMERGENCIA.EMERGENCIA.

ELEMENTOS FUNDAMENTALES A TOMAR ELEMENTOS FUNDAMENTALES A TOMAR ENCUENTA PREVIO AL DISEÑO DE BOCATOMASENCUENTA PREVIO AL DISEÑO DE BOCATOMAS

ANTES DE INICIAR EL DISEÑO DE UNA BOCATOMA SE DEBE ANTES DE INICIAR EL DISEÑO DE UNA BOCATOMA SE DEBE EXAMINAR LOS SIGUIENTES ASPECTOS: EXAMINAR LOS SIGUIENTES ASPECTOS: UBICACIÓN.UBICACIÓN. - EL SITIO DEBE REUNIR LAS SIGUIENTES CONDICIONES:- EL SITIO DEBE REUNIR LAS SIGUIENTES CONDICIONES:

1.1. LA DIRECCION O RUTA DEL FLUJO DE AGUA DEBE SER LO MAS LA DIRECCION O RUTA DEL FLUJO DE AGUA DEBE SER LO MAS ESTABILIZADA O DEFINIDAESTABILIZADA O DEFINIDA

2.2. LA CAPTACION DEL AGUA A SER DERIVADA DEBE SER LA CAPTACION DEL AGUA A SER DERIVADA DEBE SER POSIBLE AUN EN TIEMPO DE ESTIAJE POSIBLE AUN EN TIEMPO DE ESTIAJE

3.3. LA ENTRADA DE SEDIMENTOS HACIA EL CAUDAL DE LA ENTRADA DE SEDIMENTOS HACIA EL CAUDAL DE DERIVACION DEBE SER LIMITADO EL MAXIMO POSIBLE.DERIVACION DEBE SER LIMITADO EL MAXIMO POSIBLE.

UN PUNTO RECOMENDABLE PARA CUMPLIR LAS CONDICIONES UN PUNTO RECOMENDABLE PARA CUMPLIR LAS CONDICIONES ANTERIORES, SE ENCUENTRA UBICADO INMEDIATAMENTEANTERIORES, SE ENCUENTRA UBICADO INMEDIATAMENTE AGUAS ABAJO DEL CENTRO DE LA PARTE CONCABA EN LOS AGUAS ABAJO DEL CENTRO DE LA PARTE CONCABA EN LOS TRAMOS CURVOS DEL RIO O TAMBIEN ALINICIO DE LA TRAMOS CURVOS DEL RIO O TAMBIEN ALINICIO DE LA CURBATURA CONCABA.CURBATURA CONCABA.

UBICACIÓN DE BOCATOMA TRAMO UBICACIÓN DE BOCATOMA TRAMO CURVOCURVO


TOPOGRAFITOPOGRAFIA.A. DEFINIDA LA POSIBLE UBICACIÓN, SE REALIZAN LOS SIGUIENTES DEFINIDA LA POSIBLE UBICACIÓN, SE REALIZAN LOS SIGUIENTES

TRABJOS TOPOGRAFICO:TRABJOS TOPOGRAFICO:

1.1. LEVANTAMIENTO EN PLANTA DEL CUCE DEL RIO, ENTRE 500M A LEVANTAMIENTO EN PLANTA DEL CUCE DEL RIO, ENTRE 500M A 1000M, TANTO AGUAS ARRIBA COMO AGUAS ABAJO DEL EJE DEL 1000M, TANTO AGUAS ARRIBA COMO AGUAS ABAJO DEL EJE DEL BARRAJE, ESCALA RECOMENDADA, 1/2000BARRAJE, ESCALA RECOMENDADA, 1/2000

22 LEVANTAMIENTO LOCALIZADO DE LA ZONA DE UBICACIÓN DE LA LEVANTAMIENTO LOCALIZADO DE LA ZONA DE UBICACIÓN DE LA BOCATOMA, SE RECOMIENDA UN AREA DE 100 X 100 M COMO BOCATOMA, SE RECOMIENDA UN AREA DE 100 X 100 M COMO MINIMO, LA ESCALA NO DEBE SER MENOR DE 1/500.MINIMO, LA ESCALA NO DEBE SER MENOR DE 1/500.

3. PERFIL LONGITUDINAL DEL RIO, POR LO MENOS 1000 M AGUAS 3. PERFIL LONGITUDINAL DEL RIO, POR LO MENOS 1000 M AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO DEL BARRAJE; LA ESCALA RECOMENDADA ARRIBA Y AGUAS ABAJO DEL BARRAJE; LA ESCALA RECOMENDADA ES H = 1/2000Y V= 1/200.ES H = 1/2000Y V= 1/200.

4. SECCIONES TRANSVERSALES DEL CAUCE DE RIO CADA 50M EN UN 4. SECCIONES TRANSVERSALES DEL CAUCE DE RIO CADA 50M EN UN TRAMO COMPRENDIDO 1000M AGUAS ARRIBA Y 500M AGUAS ABAJO TRAMO COMPRENDIDO 1000M AGUAS ARRIBA Y 500M AGUAS ABAJO DEL EJE DEL BARRAJE; , LA ESCALA VARIA ENTRE 1/00 Y 1/200DEL EJE DEL BARRAJE; , LA ESCALA VARIA ENTRE 1/00 Y 1/200


GEOLOGIA – GEOCTECNIA.GEOLOGIA – GEOCTECNIA. 11 CURVA DE GRADUACION DEL MATERIAL CURVA DE GRADUACION DEL MATERIAL

CONFORMANTE DEL CONFORMANTE DEL LECHO DE RIO.LECHO DE RIO.

2 SECCION TRANSVERSAL QUE MUESTRE LA GEOLOGIA 2 SECCION TRANSVERSAL QUE MUESTRE LA GEOLOGIA DE LA ZONA DE UBICACIÓN DE LA BOCATOMA.DE LA ZONA DE UBICACIÓN DE LA BOCATOMA.

3 COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD3 COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

4 CAPACIDAD PORTANTE.4 CAPACIDAD PORTANTE.

5 RESULTADOS SOBRE ENSAYOS DE HINCADO DE 5 RESULTADOS SOBRE ENSAYOS DE HINCADO DE PILOTES O TABLA ESTACAS.PILOTES O TABLA ESTACAS.

6 CANTIDA DE SEDIMENTO QUE TRANSPORTA EL RIO6 CANTIDA DE SEDIMENTO QUE TRANSPORTA EL RIO


HIDROLOGIA.HIDROLOGIA.

CONOCER COMPORTAMIENTO HIDROLOGICO DEL RIO, YA CONOCER COMPORTAMIENTO HIDROLOGICO DEL RIO, YA QUE ESTO PERMITIRA GARANTIZAR EL CAUDAL A DERIVAR QUE ESTO PERMITIRA GARANTIZAR EL CAUDAL A DERIVAR Y ASI COMO DEFINIR EL DIMENSIONAMIENTO DE LOS Y ASI COMO DEFINIR EL DIMENSIONAMIENTO DE LOS ELEMENTOS CONFORMANTES DE LA BOCATOMA. ENTRE ELEMENTOS CONFORMANTES DE LA BOCATOMA. ENTRE LOS DATOS A OBTENER SON:LOS DATOS A OBTENER SON:

11 CAUDAL DE DISEÑO PARA UNA AVENIDA MAXIMA.CAUDAL DE DISEÑO PARA UNA AVENIDA MAXIMA.22 CAUDALES MEDIOS Y MINIMOS.CAUDALES MEDIOS Y MINIMOS.33 CURVA DE CUADAL VERSUS TIRNTE EN LA ZONA DEL CURVA DE CUADAL VERSUS TIRNTE EN LA ZONA DEL

BARRAJE .BARRAJE .

ES LOGICO SUPONER QUE PARA EL PROYECTO DE RIEGO ES LOGICO SUPONER QUE PARA EL PROYECTO DE RIEGO DE LA ZONA SE HA EJECUTADO UN ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA ZONA SE HA EJECUTADO UN ESTUDIO HIDROLOGICO DETALLADO DE LAS POSIBLES FUENTES DE AGUADETALLADO DE LAS POSIBLES FUENTES DE AGUA


CONDICIONES ECOLOGICAS.CONDICIONES ECOLOGICAS.

SIEMPRE TODA CONSTUCCION EN UN RIO CAUSA SIEMPRE TODA CONSTUCCION EN UN RIO CAUSA ALTERACION DEL EQUILIBRIO ECOLOGICO DE LA ZONA, ALTERACION DEL EQUILIBRIO ECOLOGICO DE LA ZONA, SOBRE TODO LO RELACIONADO CON LA FAUNA. ES POR SOBRE TODO LO RELACIONADO CON LA FAUNA. ES POR ESTA RAZON QUE, SE DEBE TRATAR DE NO ALTERAR DICHO ESTA RAZON QUE, SE DEBE TRATAR DE NO ALTERAR DICHO EQUILIBRIO MEDIANTE CONSTRUCCION DE ESTRUCTURAS EQUILIBRIO MEDIANTE CONSTRUCCION DE ESTRUCTURAS QUE COMPENSEN ESTE DESEQUILIBRIO CAUSADO POR LA QUE COMPENSEN ESTE DESEQUILIBRIO CAUSADO POR LA BOCATOMA, AUNQUE DEBEMOS RECONOCER QUE , EN BOCATOMA, AUNQUE DEBEMOS RECONOCER QUE , EN NUESTRO PAIS ESTAS ESTRUCTURAS SON DE COSTO NUESTRO PAIS ESTAS ESTRUCTURAS SON DE COSTO ELEVADO Y QUE SIEMPRE SE TRATAN DE OBVIAR POR ELEVADO Y QUE SIEMPRE SE TRATAN DE OBVIAR POR LIMITACIONES PRESUPUESTALES : COMO POR EJEMPLO LA LIMITACIONES PRESUPUESTALES : COMO POR EJEMPLO LA ESCALERA DE PECES Y CAMARONES.ESCALERA DE PECES Y CAMARONES.


OTROS.OTROS.

LIMITACIONES U OBLIGACIONES QUE SE DEBEN TENER LIMITACIONES U OBLIGACIONES QUE SE DEBEN TENER ENCUENTA PARA LA CONSTRUCCION DE LA BOCATOMA; ENCUENTA PARA LA CONSTRUCCION DE LA BOCATOMA; ESTAS SON DE ORDEN LEGAL, YA QUE LA BOCATOMA POR ESTAS SON DE ORDEN LEGAL, YA QUE LA BOCATOMA POR EFECTO DEL REMANSO QUE SE FORMA, PODRIAN EFECTO DEL REMANSO QUE SE FORMA, PODRIAN INUNDARSE TERRENOS ALEDAÑOS O CONSTRUCCIONES INUNDARSE TERRENOS ALEDAÑOS O CONSTRUCCIONES ANTERIORES ( PUENTES CAMINOS)ANTERIORES ( PUENTES CAMINOS)EN ALGUNOS CASOS SERA NECESARIO PEDIR EN ALGUNOS CASOS SERA NECESARIO PEDIR AUTORIZACION LA INC., POR LA EXISTENCIA DE RESTOS AUTORIZACION LA INC., POR LA EXISTENCIA DE RESTOS ARQUEOLOGICOS.ARQUEOLOGICOS.POR TAL MOTIVO, TODO DISÑO SE DEBERA PREVIAMENTE POR TAL MOTIVO, TODO DISÑO SE DEBERA PREVIAMENTE COORDINADO CON TODOS LOS DEMAS ENTES ESTATALES Y COORDINADO CON TODOS LOS DEMAS ENTES ESTATALES Y PARTICULARES QUE ESTEN RELACIONADOS DE ALGUNA PARTICULARES QUE ESTEN RELACIONADOS DE ALGUNA MANERA CON EL RIO DONDE SE VA CONSTRUIR LA MANERA CON EL RIO DONDE SE VA CONSTRUIR LA BOCATOMA, CON EL FIN DE EVITAR DUPLICIDAD O BOCATOMA, CON EL FIN DE EVITAR DUPLICIDAD O GENERACION DE PROBLEMAS EN PROEYCTOS SIMILARES GENERACION DE PROBLEMAS EN PROEYCTOS SIMILARES POR LA CONSTRUCCION DE UNA ESTRUCTURA EN EL MISMO POR LA CONSTRUCCION DE UNA ESTRUCTURA EN EL MISMO CAUCE.CAUCE.

DISEÑO HIDRAULICO DE BOCATOMASDISEÑO HIDRAULICO DE BOCATOMAS

ES CONVENIENTE, ANTES DE COMENZAR A ES CONVENIENTE, ANTES DE COMENZAR A DETALLAR LOS CRITERIOS MÁS DIFUNDIDOS DETALLAR LOS CRITERIOS MÁS DIFUNDIDOS SOBRE DISEÑO DE BOCATOMAS, PRECISAR SOBRE DISEÑO DE BOCATOMAS, PRECISAR SOBRE LA NECESIDAD, TIPOS Y PARTES QUE SOBRE LA NECESIDAD, TIPOS Y PARTES QUE COMPONEN LA BOCATOMACOMPONEN LA BOCATOMA

ES NECESARIO HACER UN RECONOCIMIENTO DEL ES NECESARIO HACER UN RECONOCIMIENTO DEL RIO PARA UBICAR LA BOCTOMA , QUE NOS RIO PARA UBICAR LA BOCTOMA , QUE NOS GARANTICE QUE TOPOGRAFICAMENTE Y GARANTICE QUE TOPOGRAFICAMENTE Y GEOLOGICAMENTE SE ASEGURE LA CAPTACION GEOLOGICAMENTE SE ASEGURE LA CAPTACION DEL AGUA EN AVENIDAS Y ESTIAJE. DEL AGUA EN AVENIDAS Y ESTIAJE.

DISEÑO HIDRAULICO DE BOCATOMASDISEÑO HIDRAULICO DE BOCATOMAS

SITUACIÓN NO SIEMPRE FÁCIL DE ENCONTRAR, YA SITUACIÓN NO SIEMPRE FÁCIL DE ENCONTRAR, YA QUE PODRÍA SER QUE TOPOGRÁFICAMENTE SEAQUE PODRÍA SER QUE TOPOGRÁFICAMENTE SEA

FACTIBLE, PERO QUE GEOLÓGICAMENTE O DE FACTIBLE, PERO QUE GEOLÓGICAMENTE O DE FACILIDAD CONSTRUCTIVA NO SEA LO APROPIADOFACILIDAD CONSTRUCTIVA NO SEA LO APROPIADO

POR LO QUE A VECES ES NECESARIO FORMAR LA POR LO QUE A VECES ES NECESARIO FORMAR LA CARGA HIDRÁULICA MEDIANTE LA CONSTRUCCIÓN CARGA HIDRÁULICA MEDIANTE LA CONSTRUCCIÓN DE UNA PRESA DE DERIVACIÓN QUE PERMITA DE UNA PRESA DE DERIVACIÓN QUE PERMITA ELEVAR EL NIVEL DE IA SUPERFICIE DEL AGUA EN ELEVAR EL NIVEL DE IA SUPERFICIE DEL AGUA EN EL RÍO A FIN DE QUE SEA POSIBLE CAPTAR PARTE EL RÍO A FIN DE QUE SEA POSIBLE CAPTAR PARTE DEL CAUDAL DEL RÍO EN FORMA OPORTUNA Y DEL CAUDAL DEL RÍO EN FORMA OPORTUNA Y EFICIENTE. (VER FIGURA 6)EFICIENTE. (VER FIGURA 6)

DISEÑO HIDRAULICO BOCATOMADISEÑO HIDRAULICO BOCATOMA

TIPOS DE BOCATOMASTIPOS DE BOCATOMAS

TOMA DIRECTATOMA DIRECTA SE TRATA DE UNA TOMA QUE CAPTA SE TRATA DE UNA TOMA QUE CAPTA

DIRECTAMENTE MEDIANTE UN CANAL LATERALDIRECTAMENTE MEDIANTE UN CANAL LATERAL EL CAUDAL A CAPTAR ES MENOR QUE EL CAUDAL EL CAUDAL A CAPTAR ES MENOR QUE EL CAUDAL

DEL RIO DEL RIO VENTAJA ES QUE NO SE NECESITA CONSTRUIR UN VENTAJA ES QUE NO SE NECESITA CONSTRUIR UN

BARRAJE O AZUD BARRAJE O AZUD DESVENTAJA DE SER OBSTRUIDA FÁCILMENTE EN DESVENTAJA DE SER OBSTRUIDA FÁCILMENTE EN

ÉPOCA DE CRECIDAS, ADEMÁS PERMITE EL ÉPOCA DE CRECIDAS, ADEMÁS PERMITE EL INGRESO DE SEDIMENTOS HACIA EL CANAL DE INGRESO DE SEDIMENTOS HACIA EL CANAL DE DERIVACIÓNDERIVACIÓN


TOMA MIXTA O CONVENCIONALTOMA MIXTA O CONVENCIONAL SE TRATA DE UNA TOMA QUE REALIZA LA CAPTACIÓN SE TRATA DE UNA TOMA QUE REALIZA LA CAPTACIÓN

MEDIANTE EL CIERRE DEL RÍO CON UNA ESTRUCTURA MEDIANTE EL CIERRE DEL RÍO CON UNA ESTRUCTURA LLAMADA AZUD O PRESA DE DERIVACIÓN, EL CUAL PUEDE LLAMADA AZUD O PRESA DE DERIVACIÓN, EL CUAL PUEDE SER FIJA O MÓVIL DEPENDIENDO DEL TIPO DEL MATERIAL SER FIJA O MÓVIL DEPENDIENDO DEL TIPO DEL MATERIAL USADO SERÁ :USADO SERÁ :

FIJAFIJA CUANDO SE UTILIZA UN ELEMENTO RÍGIDO, POR LO CUANDO SE UTILIZA UN ELEMENTO RÍGIDO, POR LO GENERAL CONCRETOGENERAL CONCRETO

MÓVIMÓVIL CUANDO SE UTILIZAN COMPUERTAS DE ACERO O MADERA L CUANDO SE UTILIZAN COMPUERTAS DE ACERO O MADERA

CAPTACION POR UNA VENTANA; FUNC. ORIFICIO Y VERTERDO CAPTACION POR UNA VENTANA; FUNC. ORIFICIO Y VERTERDO DEPENDIENDO DEL TIRANTE EN EL RIO.DEPENDIENDO DEL TIRANTE EN EL RIO.


TOMA MÓVILTOMA MÓVIL TOMA QUE PARA CREAR LA CARGA HIDRÁULICA SE VALE DE TOMA QUE PARA CREAR LA CARGA HIDRÁULICA SE VALE DE

UN BARRAJE MÓVILUN BARRAJE MÓVIL SON TOMAS QUE POR LA VARIACIÓN DE NIVELES EN FORMA SON TOMAS QUE POR LA VARIACIÓN DE NIVELES EN FORMA

MUY MARCADA ENTRE LA ÉPOCA DE ESTIAJE Y AVENIDA, MUY MARCADA ENTRE LA ÉPOCA DE ESTIAJE Y AVENIDA, NECESITAN DISPONER DE UN BARRAJE RELATIVAMENTE NECESITAN DISPONER DE UN BARRAJE RELATIVAMENTE BAJO, PERO QUE PARA PODER CAPTAR EL CAUDAL BAJO, PERO QUE PARA PODER CAPTAR EL CAUDAL DESEADO NECESITAN DE COMPUERTAS QUE LE DEN LA DESEADO NECESITAN DE COMPUERTAS QUE LE DEN LA COTA A NIVEL DE AGUA ADECUADO.COTA A NIVEL DE AGUA ADECUADO.

A LOS BARRAJES CON COMPUERTAS QUE PERMITEN EL A LOS BARRAJES CON COMPUERTAS QUE PERMITEN EL PASO DEL CAUDAL DE AVENIDA A TRAVÉS DEPASO DEL CAUDAL DE AVENIDA A TRAVÉS DE

ELLOS SE LES CONOCE COMO BARRAJE MÓVIELLOS SE LES CONOCE COMO BARRAJE MÓVI


TOMA TIROLESA O CAUCASIANATOMA TIROLESA O CAUCASIANA SON TOMAS CUYAS ESTRUCTURAS DE CAPTACIÓN SE SON TOMAS CUYAS ESTRUCTURAS DE CAPTACIÓN SE

ENCUENTRAN DENTRO DE LA SECCIÓN DEL AZUD, EN UN ESPACIO ENCUENTRAN DENTRO DE LA SECCIÓN DEL AZUD, EN UN ESPACIO DEJADO EN ÉL, PROTEGIDO POR UNA REJILLA QUE IMPIDE EL DEJADO EN ÉL, PROTEGIDO POR UNA REJILLA QUE IMPIDE EL INGRESO DE MATERIALES GRUESOSINGRESO DE MATERIALES GRUESOS

ESTAS TOMAS NO SON RECOMENDABLES EN RÍOS DONDE EL ESTAS TOMAS NO SON RECOMENDABLES EN RÍOS DONDE EL ARRASTRE DE SEDIMENTOS ES INTENSO Y QUE PODRÍAN CAUSAR ARRASTRE DE SEDIMENTOS ES INTENSO Y QUE PODRÍAN CAUSAR RÁPIDA OBSTRUCCIÓN DE LAS REJILLASRÁPIDA OBSTRUCCIÓN DE LAS REJILLAS

CONVIENE COMENTAR QUE LA GRAN MAYORÍA DE RÍOS DEL PERÚ CONVIENE COMENTAR QUE LA GRAN MAYORÍA DE RÍOS DEL PERÚ SON MUY JÓVENES Y ARRASTRAN GRAN CANTIDAD DE SON MUY JÓVENES Y ARRASTRAN GRAN CANTIDAD DE SEDIMENTOS EN ÉPOCAS DE CRECIDAS, POR LO QUE LA SEDIMENTOS EN ÉPOCAS DE CRECIDAS, POR LO QUE LA CONSTRUCCIÓN DE ESTAS TOMAS DEBE SER DONDE LAS CONSTRUCCIÓN DE ESTAS TOMAS DEBE SER DONDE LAS CONDICIONES LO FAVOREZCAN.CONDICIONES LO FAVOREZCAN.


COMENTARIOSCOMENTARIOS EL TIPO DE BOCATOMA MÁS RECOMENDABLE PARA EL TIPO DE BOCATOMA MÁS RECOMENDABLE PARA

REALIZAR LA CAPTACIÓN DE UN CAUDAL DETERMINADO REALIZAR LA CAPTACIÓN DE UN CAUDAL DETERMINADO PREVIAMENTE DEPENDE DE :PREVIAMENTE DEPENDE DE :

ALTURA DEL VERTEDEROALTURA DEL VERTEDERO CONDICIONES DE LA CIMENTACIÓNCONDICIONES DE LA CIMENTACIÓN FLUJO EN EL RÍOFLUJO EN EL RÍO REMANSO AGUAS ARRIBAREMANSO AGUAS ARRIBA DISPONIBILIDAD DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN YDISPONIBILIDAD DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y

MONTO DEL DINERO ASIGNADO PARA LA EJECUCIÓN DE LA MONTO DEL DINERO ASIGNADO PARA LA EJECUCIÓN DE LA OBRA.OBRA.

RELACIÓN ENTRE LA LOCALIZACIÓN DE LA RELACIÓN ENTRE LA LOCALIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA DE TOMA Y LA PRESA DEESTRUCTURA DE TOMA Y LA PRESA DE

DERIVACIÓNDERIVACIÓN BÁSICAMENTE LA UBICACIÓN DE LA ESTRUCTURA BÁSICAMENTE LA UBICACIÓN DE LA ESTRUCTURA

DE TOMA ESTÁ ORIENTADO EN FUNCIÓN DEL DE TOMA ESTÁ ORIENTADO EN FUNCIÓN DEL SEDIMENTO DE ARRASTRE QUE TRAE EL RÍO YA SEDIMENTO DE ARRASTRE QUE TRAE EL RÍO YA QUE ÉSTE PUEDE INGRESAR AL CANAL O QUE ÉSTE PUEDE INGRESAR AL CANAL O DEPOSITARSE DELANTE DE LA TOMADEPOSITARSE DELANTE DE LA TOMA

POR ESTA RAZÓN ES QUE IA CAPTACIÓN DEBE POR ESTA RAZÓN ES QUE IA CAPTACIÓN DEBE UBICARSE EN UN LUGAR DONDE LOS SEDIMENTOS UBICARSE EN UN LUGAR DONDE LOS SEDIMENTOS PUEDAN SER ARRASTRADOS POR EL FLUJO DEL PUEDAN SER ARRASTRADOS POR EL FLUJO DEL RÍO Y SI HAY POSIBILIDAD DE INGRESO DE RÍO Y SI HAY POSIBILIDAD DE INGRESO DE SEDIMENTOS HACIA EL CANAL ÉSTA DEBE SER LO SEDIMENTOS HACIA EL CANAL ÉSTA DEBE SER LO MÍNIMO POSIBLEMÍNIMO POSIBLE

RELACIÓN ENTRE LA LOCALIZACIÓN DE LA RELACIÓN ENTRE LA LOCALIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA DE TOMA Y LA PRESA DEESTRUCTURA DE TOMA Y LA PRESA DE

DERIVACIÓNDERIVACIÓN EN UN TRAMO RECTO DEL RÍO, LA TOMA DEBE EN UN TRAMO RECTO DEL RÍO, LA TOMA DEBE

ESTAR INMEDIATAMENTE AGUAS ARRIBA DEL EJE ESTAR INMEDIATAMENTE AGUAS ARRIBA DEL EJE DE LA PRESA DE DERIVACIÓN, FORMANDO UN DE LA PRESA DE DERIVACIÓN, FORMANDO UN ÁNGULO ENTRE 60º Y 90ºÁNGULO ENTRE 60º Y 90º

ASIMISMO SE RECOMIENDA, DE SER POSIBLE, QUE ASIMISMO SE RECOMIENDA, DE SER POSIBLE, QUE EL EJE DE LA TOMA FORME UN ÁNGULO DE 20º A EL EJE DE LA TOMA FORME UN ÁNGULO DE 20º A 30º CON RESPECTO AL RÍO.30º CON RESPECTO AL RÍO.

SI SE TIENE QUE COLOCAR LA TOMA EN SI SE TIENE QUE COLOCAR LA TOMA EN TRAMOS CURVOS, COMO YA SE HA EXPLICADO TRAMOS CURVOS, COMO YA SE HA EXPLICADO ANTERIORMENTE, DEBE ESTAR EN LA ZONA ANTERIORMENTE, DEBE ESTAR EN LA ZONA CÓNCAVA, YA QUE ES LA PARTE DONDE LOS CÓNCAVA, YA QUE ES LA PARTE DONDE LOS SEDIMENTOS SON EN MENOR CANTIDAD.SEDIMENTOS SON EN MENOR CANTIDAD.

CONDICIÓN DEL LECHO DE LA PRESA CONDICIÓN DEL LECHO DE LA PRESA DE DERIVACIÓNDE DERIVACIÓN

ES MUY IMPORTANTE INVESTIGAR EL SUB-SUELO DONDE SE ES MUY IMPORTANTE INVESTIGAR EL SUB-SUELO DONDE SE APOYARÁ LA PRESA, YA QUE EL CONOCIMIENTO DE ÉSTE APOYARÁ LA PRESA, YA QUE EL CONOCIMIENTO DE ÉSTE PERMITIRÁ FIJAR EL TIPO DE ESTRUCTURA Y SUS PERMITIRÁ FIJAR EL TIPO DE ESTRUCTURA Y SUS CONDICIONES APROPIADAS EN EL DISEÑOCONDICIONES APROPIADAS EN EL DISEÑO

LA INVESTIGACIÓN DEL SUB-SUELO DEBE ESTAR LA INVESTIGACIÓN DEL SUB-SUELO DEBE ESTAR ORIENTADA A SATISFACER LAS NECESIDADES DE ORIENTADA A SATISFACER LAS NECESIDADES DE DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA Y DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD ADMISIBLE DE CARGA Y DE EVALUACIÓN DE LA ERODIBILIDAD DEL LECHO.DE EVALUACIÓN DE LA ERODIBILIDAD DEL LECHO.

COMPLEMENTARIAMENTE, ES IMPORTANTE MENCIONAR COMPLEMENTARIAMENTE, ES IMPORTANTE MENCIONAR OTROS ASPECTOS GEOLÓGICOS- GEOTÉCNICOS A TENER OTROS ASPECTOS GEOLÓGICOS- GEOTÉCNICOS A TENER EN CUENTA AL PROYECTAR OBRAS HIDRÁULICAS: SU EN CUENTA AL PROYECTAR OBRAS HIDRÁULICAS: SU UBICACIÓN EN ZONAS CON RIESGOS DE FALLA POR UBICACIÓN EN ZONAS CON RIESGOS DE FALLA POR FENÓMENOS DE GEODINÁMICA EXTERNA FENÓMENOS DE GEODINÁMICA EXTERNA

CONDICIÓN DEL LECHO DE LA PRESA CONDICIÓN DEL LECHO DE LA PRESA DE DERIVACIÓNDE DERIVACIÓN

LOS CRITERIOS DE EXPLORACIÓN Y EXPLOTACIÓN LOS CRITERIOS DE EXPLORACIÓN Y EXPLOTACIÓN DE CANTERAS QUE PROVEERÁN LOS DE CANTERAS QUE PROVEERÁN LOS MATERIALES (AGREGADOS, RELLENOS, MATERIALES (AGREGADOS, RELLENOS, AFIRMADOS, ETC.), NECESARIOS PARA LA EJE AFIRMADOS, ETC.), NECESARIOS PARA LA EJE CUCIÓN DE LAS OBRASCUCIÓN DE LAS OBRAS

LA INVESTIGACIÓN DEL SUB-SUELO HECHA POR LA INVESTIGACIÓN DEL SUB-SUELO HECHA POR MÉTODOS DIRECTOS O INDIRECTOS.MÉTODOS DIRECTOS O INDIRECTOS.

LOS SIGUIENTES SON LOS MÉTODOS DIRECTOS LOS SIGUIENTES SON LOS MÉTODOS DIRECTOS

USADOS CON FINES DE EXPLORACIÓN DEL SUB-USADOS CON FINES DE EXPLORACIÓN DEL SUB-SUELO: SUELO:

CONDICIÓN DEL LECHO DE LA PRESA DE CONDICIÓN DEL LECHO DE LA PRESA DE DERIVACIÓNDERIVACIÓN

PERFORACIÓNPERFORACIÓN CALICATASCALICATAS SONDEOSSONDEOS

Ensayo de Penetración Standard (SPT)Ensayo de Penetración Standard (SPT) Ensayo con el Penetrómetro Dinámico Ligero (PDL)Ensayo con el Penetrómetro Dinámico Ligero (PDL) Ensayos de CargaEnsayos de Carga ENSAYOS DE BOMBEOENSAYOS DE BOMBEO ENSAYOS SOBRE PILOTESENSAYOS SOBRE PILOTES MOVIMIENTO DEL LECHO DEL RÍO DURANTE LA MOVIMIENTO DEL LECHO DEL RÍO DURANTE LA

ÉPOCA DE AVENIDASÉPOCA DE AVENIDAS

DETERMINACIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN DETERMINACIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN DEL BARRAJE VERTEDERODEL BARRAJE VERTEDERO

EXISTEN BÁSICAMENTE DOS TIPOS DE EXISTEN BÁSICAMENTE DOS TIPOS DE CIMENTACIÓN DE BARRAJE VERTEDERO; LOS DEL CIMENTACIÓN DE BARRAJE VERTEDERO; LOS DEL TIPO FLOTANTE TIPO FLOTANTE O SEAN AQUELLAS QUE ESTÁN O SEAN AQUELLAS QUE ESTÁN APOYADAS DIRECTAMENTE SOBRE EL MATERIAL APOYADAS DIRECTAMENTE SOBRE EL MATERIAL CONFORMARTE DEL LECHO DEL RÍO (ARENA Y CONFORMARTE DEL LECHO DEL RÍO (ARENA Y GRAVA); O AQUELLAS QUE SE APOYAN SOBRE GRAVA); O AQUELLAS QUE SE APOYAN SOBRE MATERIAL ROCOSO, A LOS CUALES SE LES MATERIAL ROCOSO, A LOS CUALES SE LES CONOCE COMO CONOCE COMO EL TIPO FIJOEL TIPO FIJO. (VER FIGURAS 7-A Y . (VER FIGURAS 7-A Y

DETERMINACIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN DETERMINACIÓN DEL TIPO DE CIMENTACIÓN DEL BARRAJE VERTEDERODEL BARRAJE VERTEDERO

RELACIÓN ENTRE EL BARRAJE VERTEDERO RELACIÓN ENTRE EL BARRAJE VERTEDERO FIJO Y EL MÓVILFIJO Y EL MÓVIL

SI UN BARRAJE FIJO ES CONSTRUIDO A LO LARGO DE SI UN BARRAJE FIJO ES CONSTRUIDO A LO LARGO DE LA LONGITUD DEL CAUCE Y NO GENERA PROBLEMA LA LONGITUD DEL CAUCE Y NO GENERA PROBLEMA DURANTE IA ÉPOCA DE AVENIDA, IA LONGITUD DEL DURANTE IA ÉPOCA DE AVENIDA, IA LONGITUD DEL BARRAJE VERTEDERO ES LIMITADO POR EL ANCHO DEL BARRAJE VERTEDERO ES LIMITADO POR EL ANCHO DEL CANAL DE LIMPIA GRUESACANAL DE LIMPIA GRUESA

EN CAMBIO SI EL BARRAJE FIJO CAUSA PROBLEMAS EN CAMBIO SI EL BARRAJE FIJO CAUSA PROBLEMAS DURANTE LA ÉPOCA DE AVENIDA, AUMENTANDO EL DURANTE LA ÉPOCA DE AVENIDA, AUMENTANDO EL NIVEL DE LAS AGUAS, EN ESPECIAL AGUAS ARRIBA DEL NIVEL DE LAS AGUAS, EN ESPECIAL AGUAS ARRIBA DEL BARRAJE FIJO, ENTONCES, SERÁ NECESARIO BARRAJE FIJO, ENTONCES, SERÁ NECESARIO AUMENTAR UN BARRAJE MÓVIL PARA CONTROLAR EL AUMENTAR UN BARRAJE MÓVIL PARA CONTROLAR EL AUMENTO DEL NIVEL DE AGUA SIN CAUSAR AUMENTO DEL NIVEL DE AGUA SIN CAUSAR PROBLEMAS DE INUNDACIÓN. (VER FIGURA 9)PROBLEMAS DE INUNDACIÓN. (VER FIGURA 9)

RELACIÓN ENTRE EL BARRAJE VERTEDERO FIJO Y RELACIÓN ENTRE EL BARRAJE VERTEDERO FIJO Y EL MÓVILEL MÓVIL

RELACIÓN ENTRE EL BARRAJE VERTEDERO RELACIÓN ENTRE EL BARRAJE VERTEDERO FIJO Y EL MÓVILFIJO Y EL MÓVIL

EL CRITERIO PARA DETERMINAR LA LONGITUD DE EL CRITERIO PARA DETERMINAR LA LONGITUD DE BARRAJE VERTEDERO FIJO (LF) Y LA LONGITUD MÓVIL BARRAJE VERTEDERO FIJO (LF) Y LA LONGITUD MÓVIL (LM) ES QUE SUS LONGITUDES DEBEN PERMITIR PASAR (LM) ES QUE SUS LONGITUDES DEBEN PERMITIR PASAR CAUDALES QM (CAUDAL POR ZONA MÓVIL) Y QF CAUDALES QM (CAUDAL POR ZONA MÓVIL) Y QF (CAUDAL POR ZONA FIJA) QUE, SUMADOS DEN EL (CAUDAL POR ZONA FIJA) QUE, SUMADOS DEN EL CAUDAL DE DISEÑO ES DECIR:CAUDAL DE DISEÑO ES DECIR:

Qm + Qf = QdQm + Qf = Qd CONCLUYENDO; EL COSTO ES EL QUE PRIMA EN LA CONCLUYENDO; EL COSTO ES EL QUE PRIMA EN LA

RELACIÓN ENTRE UN BARRAJE FIJO Y MÓVIL, YAQUE RELACIÓN ENTRE UN BARRAJE FIJO Y MÓVIL, YAQUE HABRÍA QUE COMPARAR EL GASTO QUE OCASIONA EL HABRÍA QUE COMPARAR EL GASTO QUE OCASIONA EL EFECTO DEL REMANSO HACIA AGUAS ARRIBA DE LA EFECTO DEL REMANSO HACIA AGUAS ARRIBA DE LA PRESA VERSUS IA CONSTRUCCIÓN DE UN VERTEDERO PRESA VERSUS IA CONSTRUCCIÓN DE UN VERTEDERO MUY CORTOMUY CORTO

EFECTO DEL REMANSO CAUSADO EN EL RÍO EFECTO DEL REMANSO CAUSADO EN EL RÍO POR LA CONSTRUCCIÓN DEL BARRAJE POR LA CONSTRUCCIÓN DEL BARRAJE

VERTEDEROVERTEDERO

EL HECHO DE CONSTRUIR ET BARRAJE EN EL EL HECHO DE CONSTRUIR ET BARRAJE EN EL CAUCE DEL RÍO, CAUSA LA FORMACIÓN DE UNA CAUCE DEL RÍO, CAUSA LA FORMACIÓN DE UNA SOBRE ELEVACIÓN DEL NIVEL DE AGUA DELANTE SOBRE ELEVACIÓN DEL NIVEL DE AGUA DELANTE DEL VERTEDERO QUE GENERA PROBLEMAS A LOS DEL VERTEDERO QUE GENERA PROBLEMAS A LOS TERRENOS AGRÍCOLAS, CAMINOS, PUENTES, TERRENOS AGRÍCOLAS, CAMINOS, PUENTES, OBRAS DE ARTE HIDRÁULICAS (ALCANTARILLAS, OBRAS DE ARTE HIDRÁULICAS (ALCANTARILLAS, SISTEMA DE DRENAJE, ETC.)SISTEMA DE DRENAJE, ETC.)

POR LO QUE ES NECESARIO DETERMINAR LA POR LO QUE ES NECESARIO DETERMINAR LA CURVA DE REMANSO FORMADA PARA ANALIZAR Y CURVA DE REMANSO FORMADA PARA ANALIZAR Y SOLUCIONAR LOS PROBLEMAS CAUSADOSSOLUCIONAR LOS PROBLEMAS CAUSADOS

EFECTO DEL REMANSO CAUSADO EN EL RÍO EFECTO DEL REMANSO CAUSADO EN EL RÍO POR LA CONSTRUCCIÓN DEL BARRAJE POR LA CONSTRUCCIÓN DEL BARRAJE

VERTEDEROVERTEDERO EN ESTE CURSO RECOMENDAMOS EL USO DE LOS EN ESTE CURSO RECOMENDAMOS EL USO DE LOS

SIGUIENTES MÉTODOS:SIGUIENTES MÉTODOS:

--MÉTODO DEL PASO DIRECTO (DIRECT MÉTODO DEL PASO DIRECTO (DIRECT STEPSTEP METHOD)METHOD)

-MÉTODO APROXIMADO-MÉTODO APROXIMADO

CURVA DE REMANSOCURVA DE REMANSO

MÉTODO DEL PASO DIRECTOMÉTODO DEL PASO DIRECTO

A continuación se presentan los criterios para el cálculo A continuación se presentan los criterios para el cálculo del remanso usando el Método del Paso Directodel remanso usando el Método del Paso Directo

METODO DE PASO DIRECTOMETODO DE PASO DIRECTO

E = Z + d + v2 / 2g : energía total (3.4)E = Z + d + v2 / 2g : energía total (3.4) e = d + V2 / 2g : energía especifica (3.5)e = d + V2 / 2g : energía especifica (3.5) j = - (El - E2) / Δ L : gradiente hidráulico (3.6)j = - (El - E2) / Δ L : gradiente hidráulico (3.6) lo = - (Z1 – Z2 ) /Δ L : pendiente del fondo (3.7)lo = - (Z1 – Z2 ) /Δ L : pendiente del fondo (3.7)

Pero: El - E2 =Pero: El - E2 = ΔE, Z1 - Z2 =Z, e1-e2 =ΔeΔE, Z1 - Z2 =Z, e1-e2 =Δe ( 3.8) ( 3.8) Entonces reemplazando (3.4) y (3.8) en (3.6) resulta:Entonces reemplazando (3.4) y (3.8) en (3.6) resulta: J = (d1 + V12 / 2g - d2 - V22 / 2g) -J = (d1 + V12 / 2g - d2 - V22 / 2g) -ΔΔZ /Z /ΔΔLL (3.9) (3.9) Reemplazando (3.5) en (3.9), resulta:Reemplazando (3.5) en (3.9), resulta: J = - (Δe /ΔL) - (ΔZ /ΔL)J = - (Δe /ΔL) - (ΔZ /ΔL) (3.10) (3.10)

METODO DE PASO DIRECTOMETODO DE PASO DIRECTO

Reemplazando (3.5) en (3.9), resulta:Reemplazando (3.5) en (3.9), resulta: J = - (ΔJ = - (Δ e /Δe /Δ L) - (ΔL) - (Δ Z /ΔZ /Δ L)L) (3.10) (3.10) Reemplazando (3.7) en (3.10) se tiene:Reemplazando (3.7) en (3.10) se tiene:

J = - (Δe /ΔL) + Io J = - (Δe /ΔL) + Io (3.11) (3.11) De donde:De donde: ΔL =Δe / (Io-J) = (el-e2) / (Io-J)ΔL =Δe / (Io-J) = (el-e2) / (Io-J) (3.12) (3.12)

En el cual:En el cual: J = (J1 + J2) /2J = (J1 + J2) /2 (3.13) (3.13) J1 = ( (n x Q) / (Al x RI 2/3)) 2 (3.14) J1 = ( (n x Q) / (Al x RI 2/3)) 2 (3.14)

J2 = ( (n x Q) / (A2 x R2 2/3) )2J2 = ( (n x Q) / (A2 x R2 2/3) )2 (3.15) (3.15)

CURVA DE REMANSOCURVA DE REMANSO

EL EL MÉTODO APROXIMADO MÉTODO APROXIMADO

DA CON BASTANTE PRECISIÓN LA LONGITUD TOTAL (1) DEL DA CON BASTANTE PRECISIÓN LA LONGITUD TOTAL (1) DEL REMANSO Y PERMITE TENER UNA IDEA DEL EFECTO DEL REMANSO Y PERMITE TENER UNA IDEA DEL EFECTO DEL REMANSO HACIA AGUAS ARRIBA.REMANSO HACIA AGUAS ARRIBA.

LA LONGITUD L SE CALCULA MEDIANTE IA SIGUIENTE FORMULA:LA LONGITUD L SE CALCULA MEDIANTE IA SIGUIENTE FORMULA:

L = 2 x h / IoL = 2 x h / Io

Donde:Donde: hh :sobre elevación del tirante normal (d n) (ver figura 11):sobre elevación del tirante normal (d n) (ver figura 11)

IoIo :: pendiente del fondo del ríopendiente del fondo del río

METODO APROXIMADOMETODO APROXIMADO

..

BARRAJE VERTEDERO O AZUDBARRAJE VERTEDERO O AZUD

ALTURA DEL BARRAJE VERTEDEROALTURA DEL BARRAJE VERTEDERO

LA ALTURA DEL BARRAJE VERTEDERO ESTÁ ORIENTADA A LA ALTURA DEL BARRAJE VERTEDERO ESTÁ ORIENTADA A ELEVAR O MANTENER UN NIVEL DE AGUA EN EL RÍO, DE ELEVAR O MANTENER UN NIVEL DE AGUA EN EL RÍO, DE MODO TAL QUE, SE PUEDA DERIVAR UN CAUDAL HACIA EL MODO TAL QUE, SE PUEDA DERIVAR UN CAUDAL HACIA EL CANAL PRINCIPAL O CANAL DE DERIVACIÓN. TAMBIÉN DEBE CANAL PRINCIPAL O CANAL DE DERIVACIÓN. TAMBIÉN DEBE PERMITIR EL PASO DE AGUA EXCEDENTE POR ENCIMA DE PERMITIR EL PASO DE AGUA EXCEDENTE POR ENCIMA DE SU CRESTA.SU CRESTA.

ES LÓGICO QUE EL NIVEL DE LA CRESTA DARÁ IA ES LÓGICO QUE EL NIVEL DE LA CRESTA DARÁ IA CARGA SUFICIENTE PARA DERIVAR EL CAUDAL DISEÑADO CARGA SUFICIENTE PARA DERIVAR EL CAUDAL DISEÑADO PARA IRRIGAR LAS TIERRAS SERVIDAS POR LA BOCATOMA.PARA IRRIGAR LAS TIERRAS SERVIDAS POR LA BOCATOMA.

BARRAJE VERTEDERO O AZUDBARRAJE VERTEDERO O AZUD

ALTURA BARRAJEALTURA BARRAJE

ALTURA DE BARRAJEALTURA DE BARRAJE

Cc = Co + ho + h + 0.20 (en metros)Cc = Co + ho + h + 0.20 (en metros)

Co : cota del lecho detrás del barraje vertedero (del plano topográfico)Co : cota del lecho detrás del barraje vertedero (del plano topográfico)

hoho : altura necesaria para evitar el ingreso de material de arrastre (se : altura necesaria para evitar el ingreso de material de arrastre (se recomienda ho = 0.60 m).recomienda ho = 0.60 m).

hh : altura que necesita la ventana de captación para poder captar el : altura que necesita la ventana de captación para poder captar el caudal de derivación Qd (asumir que funciona como vertedero.) .20m. caudal de derivación Qd (asumir que funciona como vertedero.) .20m.

sumando de seguridad con el finsumando de seguridad con el fin de corregir efectos de oleaje y de de corregir efectos de oleaje y de

coeficientes de la fórmula, pudiendo ser mayor de ser posiblecoeficientes de la fórmula, pudiendo ser mayor de ser posible..

FORMA DE LA CRESTA DEL BARRAJE FORMA DE LA CRESTA DEL BARRAJE VERTEDEROVERTEDERO

ES RECOMENDABLE DAR FORMAS A LA CRESTA DE MODO ES RECOMENDABLE DAR FORMAS A LA CRESTA DE MODO TAL QUE EVITEN LA PRESENCIA DE PRESIONES NEGATIVAS TAL QUE EVITEN LA PRESENCIA DE PRESIONES NEGATIVAS QUE PODRÍAN GENERAR CAPITACIÓN QUE CAUSEN DAÑOS QUE PODRÍAN GENERAR CAPITACIÓN QUE CAUSEN DAÑOS AL CONCRETOAL CONCRETO

ES CONVENIENTE APLICAR LA FÓRMULA DEL W.E.S. (U.S. ES CONVENIENTE APLICAR LA FÓRMULA DEL W.E.S. (U.S. ARMY ENGINEERS, WATERWAYS EXPERIMENT STATION) ARMY ENGINEERS, WATERWAYS EXPERIMENT STATION) PARA EL DIMENSIONAMIENTO PRELIMINAR.PARA EL DIMENSIONAMIENTO PRELIMINAR.

ES RECOMENDABLE DAR UN POCO DE ROBUSTEZ DEBIDO A ES RECOMENDABLE DAR UN POCO DE ROBUSTEZ DEBIDO A QUE POR LO GENERAL LAS FÓRMULAS DAN SECCIONES QUE POR LO GENERAL LAS FÓRMULAS DAN SECCIONES MUY ESBELTAS Y FÁCILES DE SER DAÑADAS POR LAS MUY ESBELTAS Y FÁCILES DE SER DAÑADAS POR LAS EROSIÓN DEL RIÓ EROSIÓN DEL RIÓ

FORMA DE LA CRESTA DEL BARRAJE FORMA DE LA CRESTA DEL BARRAJE VERTEDEROVERTEDERO

,,

SOLADO O COLCHÓN DISIPADORSOLADO O COLCHÓN DISIPADOR

LONGITUD DEL SOLADO O COLCHÓN DISIPADORLONGITUD DEL SOLADO O COLCHÓN DISIPADOR Debido a la colocación del barraje vertedero en el cauce Debido a la colocación del barraje vertedero en el cauce

del río se genera un incremento de energía potencial del río se genera un incremento de energía potencial que, al momento de verter el agua por encima del que, al momento de verter el agua por encima del barraje se transforma en energía cinética que causa barraje se transforma en energía cinética que causa erosión y por lo erosivo se construyen estructuras de erosión y por lo erosivo se construyen estructuras de disipación, conocidas como: solados (apron), colchón disipación, conocidas como: solados (apron), colchón disipador (stilling basin)disipador (stilling basin)

que buscan o tienen por objetivo formar un salto que buscan o tienen por objetivo formar un salto hidráulico que logra disipar la energía cinética ganada hidráulico que logra disipar la energía cinética ganada por el barraje vertederopor el barraje vertedero

SOLADO DEL COLCHON DISIPADORSOLADO DEL COLCHON DISIPADOR

A continuación se describe el cálculo de la A continuación se describe el cálculo de la disipación de energía basada en la disipación de energía basada en la longitud del colchón disipador y de los longitud del colchón disipador y de los tirantes conjugados (d1 y d2) tirantes conjugados (d1 y d2) necesarios para la formación apropiada necesarios para la formación apropiada del salto hidráulico.del salto hidráulico.

SOLADO DEL COLCHON DISIPADORSOLADO DEL COLCHON DISIPADOR


Eo = Co + P + H + VH2/ 2gEo = Co + P + H + VH2/ 2g (3.18) (3.18)

E1 = C1 + d1 +V12 / 2gE1 = C1 + d1 +V12 / 2g (3.19) (3.19)

Par Bernoulli : Eo = El + hf 0-1Par Bernoulli : Eo = El + hf 0-1 (3.20) (3.20)

Reemplazando (3.18) y (3.19) en (3.20)Reemplazando (3.18) y (3.19) en (3.20)

Co + P + H + VH2 / 2g = C1 + d1 + V12 / 2g + hf 0-1Co + P + H + VH2 / 2g = C1 + d1 + V12 / 2g + hf 0-1

V12 / 2g = Co – C1 + P + H + d1 + VH2 / 2g – hf 0-1V12 / 2g = Co – C1 + P + H + d1 + VH2 / 2g – hf 0-1

V1 = (2g x (Co-C1 + P + H –d1 + VH2 / 2g – hf 0-1))1/2V1 = (2g x (Co-C1 + P + H –d1 + VH2 / 2g – hf 0-1))1/2 (3.21)(3.21)


Donde:Donde:

CoCo : cota del terreno en 0 : cota del terreno en 0

C1 C1 : cota del colchón disipador: cota del colchón disipador

PP : altura del barraje : altura del barraje

HH : altura de lámina vertiente : altura de lámina vertiente

d1 d1 : tirante del río al pie del talud: tirante del río al pie del talud

hf 0-1hf 0-1 : pérdida por fricción entre 0 y 1: pérdida por fricción entre 0 y 1

VHVH : velocidad en la cresta del barraje vertedero: velocidad en la cresta del barraje vertedero

V1V1 : velocidad al pie del talud : velocidad al pie del talud


Para resolver (3.21) es necesario asumir ciertos valores tales como:Para resolver (3.21) es necesario asumir ciertos valores tales como:

r = (Co – C1), (entre 0.5 y 1.0 m.) r = (Co – C1), (entre 0.5 y 1.0 m.) (3.22) (3.22)

hfo-1 = (0.1 x VH2 / 2g), (en mts.)hfo-1 = (0.1 x VH2 / 2g), (en mts.) (3.23) (3.23)

d1d1 0.1 m.0.1 m. (3.24) (3.24)

Reemplazando (3.22) y (3.23) en (3.21)Reemplazando (3.22) y (3.23) en (3.21)

V1 = (2g x ( r + p + H – d1 + 0.9 x VH2 / 2g))1/2V1 = (2g x ( r + p + H – d1 + 0.9 x VH2 / 2g))1/2 (325)(325)

Este valor calculado por la ecuación (3.25) necesita una Este valor calculado por la ecuación (3.25) necesita una comprobación, ya que:comprobación, ya que:

V1 = Q1 / A1 = Q1 / (b1.d1) = q1 /d1V1 = Q1 / A1 = Q1 / (b1.d1) = q1 /d1 (3.26) (3.26)


Donde:Donde:

q1 = Q1 / b1q1 = Q1 / b1 (3.27) (3.27)

De (3.26) se tiene:De (3.26) se tiene:

d1 = q1 / V1d1 = q1 / V1 (3.28) (3.28)

Si d1 obtenido en (3.28) es muy cercano al d1 supuesto (en 3.24) se Si d1 obtenido en (3.28) es muy cercano al d1 supuesto (en 3.24) se prosigue al siguiente paso, o sea cálculo de d2, en caso contrario prosigue al siguiente paso, o sea cálculo de d2, en caso contrario se volverá a tantear con otro d1.se volverá a tantear con otro d1.

CALCULO DEL TIRANTE CONJUGADO d2CALCULO DEL TIRANTE CONJUGADO d2

De la conservación de la fuerza especifica o momento entre la sección 1 y 2, se tiene:De la conservación de la fuerza especifica o momento entre la sección 1 y 2, se tiene:

d2 = -d1 / 2 + (d1^2 / 4 + 2x (V1^2 / g) x d1)1/2d2 = -d1 / 2 + (d1^2 / 4 + 2x (V1^2 / g) x d1)1/2 (3.29) (3.29)

Comprobando:Comprobando:

d2 = dn + rd2 = dn + r (3.30) (3.30)

Donde:Donde:

dn : tirante normal en el ríodn : tirante normal en el río

rr : profundidad del colchón disipador: profundidad del colchón disipador

La condición (3.30) pocas veces se presenta, por lo que para buscar un salto sumergido La condición (3.30) pocas veces se presenta, por lo que para buscar un salto sumergido en el colchón disipador, se acepta que:en el colchón disipador, se acepta que:

dn + r = 1.15 x d2dn + r = 1.15 x d2 (3.31)(3.31)

CÁLCULO DE LA LONGITUD DEL COLCHÓN CÁLCULO DE LA LONGITUD DEL COLCHÓN DISIPADORDISIPADOR

CONOCIDOS LOS TIRANTES CONJUGADOS (D1 Y D2) ES CONOCIDOS LOS TIRANTES CONJUGADOS (D1 Y D2) ES POSIBLE CALCULAR LA LONGITUD NECESARIA PARA QUE SE POSIBLE CALCULAR LA LONGITUD NECESARIA PARA QUE SE PRODUZCA EL SALTO HIDRÁULICO. EXISTEN VARIAS PRODUZCA EL SALTO HIDRÁULICO. EXISTEN VARIAS FÓRMULAS EMPÍRICAS Y EXPERIMENTALES QUE SE DAN A FÓRMULAS EMPÍRICAS Y EXPERIMENTALES QUE SE DAN A CONTINUACIÓN, Y QUE POR LO GENERAL DAN VALORES UN CONTINUACIÓN, Y QUE POR LO GENERAL DAN VALORES UN POCO CONSERVADORES PERO QUE ORIENTAN PARA LA TOMA POCO CONSERVADORES PERO QUE ORIENTAN PARA LA TOMA DE DECISIONES EN EL DISEÑO FINALDE DECISIONES EN EL DISEÑO FINAL

L = (5 a 6) x (d2-dl )L = (5 a 6) x (d2-dl ) (Schoklitsch)(Schoklitsch) (3.32) (3.32)

L = 6 d1. L = 6 d1. F1,F1,

siendo Fl = V1 / (g x d )1/2siendo Fl = V1 / (g x d )1/2 (Safranez)(Safranez) (3.33)(3.33)

L = 4 d2L = 4 d2 (U.S. Bureau of Reclamation)(U.S. Bureau of Reclamation) (3.34)(3.34)

Y EL MÉTODO GRÁFICO DE U.S. BUREAU OF RECLAMATIONY EL MÉTODO GRÁFICO DE U.S. BUREAU OF RECLAMATION

ESPESOR DEL SOLADO O COLCHÓN DISIPADORESPESOR DEL SOLADO O COLCHÓN DISIPADOR

PARA RESISTIR EL EFECTO DE LA SUBPRESIÓN ES PARA RESISTIR EL EFECTO DE LA SUBPRESIÓN ES RECOMENDABLE QUE EL COLCHÓN DISIPADOR TENGA UN RECOMENDABLE QUE EL COLCHÓN DISIPADOR TENGA UN ESPESOR QUE SOPORTE EL EMPUJE QUE OCASIONA LA ESPESOR QUE SOPORTE EL EMPUJE QUE OCASIONA LA SUBPRESION.SUBPRESION.

(Ver figura 16)(Ver figura 16)

ESPESOR DEL SOLADO O COLCHÓN ESPESOR DEL SOLADO O COLCHÓN DISIPADORDISIPADOR

La fórmula que permite calcular el espesor conveniente se basa en La fórmula que permite calcular el espesor conveniente se basa en que el peso del solado debe ser mayor que la subpresión, es decir:que el peso del solado debe ser mayor que la subpresión, es decir:

WW ≥ Sp≥ Sp (3.35) (3.35)

γs . A . e >γs . A . e > γ. h . Aγ. h . A

De donde:De donde:

e = γ. h / se = γ. h / s (3.36) (3.36)

e = ( γ . h) / (γs - γ )e = ( γ . h) / (γs - γ ) (3.37) (3.37)

La ecuación (3.37) es la corrección por saturación del suelo. La ecuación (3.37) es la corrección por saturación del suelo.

De donde:De donde:

e = h / ((γs / γ) -1 ) = h / (SGs-1)e = h / ((γs / γ) -1 ) = h / (SGs-1) (3.38)(3.38)

Donde:Donde:

SGsSGs : gravedad especifica del suelo: gravedad especifica del suelo

ESPESOR DEL SOLADO O COLCHÓN ESPESOR DEL SOLADO O COLCHÓN DISIPADORDISIPADOR

h =h = ΔΔh – hfh – hf (3.39) (3.39)

hf =hf = ΔΔh. (Sp / Sr)h. (Sp / Sr) (3.40) (3.40)

SpSp : camino de percolación parcial: camino de percolación parcial

SrSr : camino de percolación total: camino de percolación total

Recomendaciones:Recomendaciones:

El espesor dado por (3.38) debe ser corregido por seguridad, se tiene El espesor dado por (3.38) debe ser corregido por seguridad, se tiene así:así:

e = (4/3). (h/(SGs- 1)) se recomiendae = (4/3). (h/(SGs- 1)) se recomienda (3.41) (3.41)

ee 0.90 m0.90 m

ENROCADO DE PROTECCIÓN O ESCOLLERAENROCADO DE PROTECCIÓN O ESCOLLERA

AL FINAL DEL COLCHÓN DISIPADOR ES NECESARIO AL FINAL DEL COLCHÓN DISIPADOR ES NECESARIO COLOCAR UNA ESCOLLERA O ENROCADO (RIP - RAP) CON COLOCAR UNA ESCOLLERA O ENROCADO (RIP - RAP) CON EL FIN DE REDUCIR EL EFECTO EROSIVO Y EL FIN DE REDUCIR EL EFECTO EROSIVO Y CONTRARRESTAR EL ARRASTRE DEL MATERIAL FINO POR CONTRARRESTAR EL ARRASTRE DEL MATERIAL FINO POR ACCIÓN DE LA FILTRACIÓN. (VER FIGURA 17).ACCIÓN DE LA FILTRACIÓN. (VER FIGURA 17).


LA LONGITUD DE ESCOLLERA RECOMENDADA POR BLIGH LA LONGITUD DE ESCOLLERA RECOMENDADA POR BLIGH ES: ES:

Ls = Lt – Lo (3.42) Ls = Lt – Lo (3.42)

DONDE:DONDE:

Lt = 0.67 C (Db . q)Lt = 0.67 C (Db . q)^̂1/2 : LONGITUD TOTAL DE ESCOLLERA (3.43) 1/2 : LONGITUD TOTAL DE ESCOLLERA (3.43)

Lo = 0.60 C D1^1/2 : LONGITUD DEL COLCHÓN ( 3.44)Lo = 0.60 C D1^1/2 : LONGITUD DEL COLCHÓN ( 3.44)


DbDb : altura comprendida entre la cota del extremo aguas abajo : altura comprendida entre la cota del extremo aguas abajo el el colchón disipador y la cota de la cresta del barraje colchón disipador y la cota de la cresta del barraje vertedero, vertedero, en m. (ver figura 17).en m. (ver figura 17).

D1D1 : altura comprendida entre el nivel de agua en el extremo : altura comprendida entre el nivel de agua en el extremo aguas abajo del colchón disipador y la cota de la cresta del aguas abajo del colchón disipador y la cota de la cresta del barraje vertedero, en m. (Ver figura l7).barraje vertedero, en m. (Ver figura l7).

qq : avenida de diseño por unidad de longitud del vertedero. : avenida de diseño por unidad de longitud del vertedero.

CC : coeficiente de Bligh. (Ver tabla 10).: coeficiente de Bligh. (Ver tabla 10).

Reemplazando (3.43) y (3.44) en (3.42), resulta:Reemplazando (3.43) y (3.44) en (3.42), resulta:

Ls = 0.6 C D1^1/2 (1.12 (q . Db/D1) ^1/2 -1) Ls = 0.6 C D1^1/2 (1.12 (q . Db/D1) ^1/2 -1) (3.45)(3.45)

Tabla 10Tabla 10

Lecho del

Cauce (Lane)

Tamaño de

Grano (mm.)

C

(Bligh)

C

(Lane)

Arena

Fina y Limo

0.005 a 0.01

0.1 a 0.25

18

15

8.5

7.0

Arena Fina 0.5 a 1 12 6.0

Arena Gruesa

Gravas Arena 9 4.0

Bolonería.

Gravas y Arena 4-6 3.0

Arcilla 6-7 1.6 a 3

CONTROL DE FILTRACIÓN

EL AGUA QUE SE DESPLAZA POR DEBAJO DE LA PRESA EL AGUA QUE SE DESPLAZA POR DEBAJO DE LA PRESA VERTEDERO CAUSA ARRASTRE DE MATERIAL FINO VERTEDERO CAUSA ARRASTRE DE MATERIAL FINO CREANDO EL FENÓMENO DE TUBIFICACIÓN: ESTE CREANDO EL FENÓMENO DE TUBIFICACIÓN: ESTE PROBLEMA SE AGRAVA CUANDO EL TERRENO ES PROBLEMA SE AGRAVA CUANDO EL TERRENO ES PERMEABLE.PERMEABLE.

EL INGENIERO BLIGH ESTUDIO ESTE FENÓMENO CON EL INGENIERO BLIGH ESTUDIO ESTE FENÓMENO CON PRESAS CONSTRUIDAS EN LA INDIA, RECOMENDANDO QUE PRESAS CONSTRUIDAS EN LA INDIA, RECOMENDANDO QUE EL CAMINO QUE RECORRE EL AGUA POR DEBAJO DEL EL CAMINO QUE RECORRE EL AGUA POR DEBAJO DEL BARRAJE VERTEDERO (CAMINO DE PERCOLACIÓN) DEBE BARRAJE VERTEDERO (CAMINO DE PERCOLACIÓN) DEBE SER MAYOR O IGUAL QUE LA CARGA DISPONIBLE ENTRE SER MAYOR O IGUAL QUE LA CARGA DISPONIBLE ENTRE LOS EXTREMOS AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO DEL LOS EXTREMOS AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO DEL BARRAJE VERTEDERO AFECTADO POR UN COEFICIENTE, ES BARRAJE VERTEDERO AFECTADO POR UN COEFICIENTE, ES DECIR:DECIR:


S ≥ C. Δ hS ≥ C. Δ h (3.46) (3.46)

Donde:Donde:

SS : camino de percolación: camino de percolación

CC : coeficiente de Bligh: coeficiente de Bligh

ΔhΔh : diferencia de nivel entre el nivel aguas arriba y aguas abajo del : diferencia de nivel entre el nivel aguas arriba y aguas abajo del barraje vertedero (Ver figura 18).barraje vertedero (Ver figura 18).


..


Este criterio fue corregido por Lane después de observar casi 200 Este criterio fue corregido por Lane después de observar casi 200 estructuras entre las que funcionaban bien y las que fallaron. Lane estructuras entre las que funcionaban bien y las que fallaron. Lane planteo la siguiente expresión:planteo la siguiente expresión:

S = 1/3 ∑ LH +∑ Lv > CL. ΔhS = 1/3 ∑ LH +∑ Lv > CL. Δh (3.47) (3.47)

Donde:Donde:

LH, LV : suma de longitudes horizontales y verticales respectivamente, LH, LV : suma de longitudes horizontales y verticales respectivamente, que tenga la sección de la presa.que tenga la sección de la presa.

CLCL: coeficiente de Lane. (Ver tabla 10).: coeficiente de Lane. (Ver tabla 10).


ES POR ESTE CRITERIO QUE SE BUSCA ALARGAR EL CAMINO ES POR ESTE CRITERIO QUE SE BUSCA ALARGAR EL CAMINO DE PERCOLACIÓN DE UN DENTELLÓN AGUAS ARRIBA Y AGUAS DE PERCOLACIÓN DE UN DENTELLÓN AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO, MANTENIENDO SIEMPRE UNA SEPARACIÓN ENTRE ABAJO, MANTENIENDO SIEMPRE UNA SEPARACIÓN ENTRE ELLOS, QUE DEBE SER MAYOR QUE EL DOBLE DE LA ELLOS, QUE DEBE SER MAYOR QUE EL DOBLE DE LA

PROFUNDIDAD DEL DENTELLÓN MÁS PROFUNDOPROFUNDIDAD DEL DENTELLÓN MÁS PROFUNDO..

ASIMISMO; SE ACOSTUMBRA A PONER ZAMPEADO AGUAS ASIMISMO; SE ACOSTUMBRA A PONER ZAMPEADO AGUAS ARRIBA DEL VERTEDERO, SOBRE TODO CUANDO EL SUELO ES ARRIBA DEL VERTEDERO, SOBRE TODO CUANDO EL SUELO ES PERMEABLE, CON EL FIN DE ALARGAR EL CAMINO DE PERMEABLE, CON EL FIN DE ALARGAR EL CAMINO DE PERCOLACIÓN ASÍ COMO DAR MAYOR RESISTENCIA AL PERCOLACIÓN ASÍ COMO DAR MAYOR RESISTENCIA AL DESLIZAMIENTO Y PREVENIR EFECTOS DE EROSIÓN, EN DESLIZAMIENTO Y PREVENIR EFECTOS DE EROSIÓN, EN ESPECIAL EN ÉPOCAS DE AVENIDAS. LA LONGITUD ESPECIAL EN ÉPOCAS DE AVENIDAS. LA LONGITUD RECOMENDADA POR LA EXPERIENCIA ES TRES VECES LA RECOMENDADA POR LA EXPERIENCIA ES TRES VECES LA CARGA SOBRE LA CRESTA.CARGA SOBRE LA CRESTA.


LA FIGURA 19 MUESTRA EL PERFIL DEL BARRAJE VERTEDERO CON LOS LA FIGURA 19 MUESTRA EL PERFIL DEL BARRAJE VERTEDERO CON LOS ELEMENTOS DIMENSIONADOS.ELEMENTOS DIMENSIONADOS.

CANAL DE LIMPIACANAL DE LIMPIA

EL CANAL DE LIMPIA ES LA ESTRUCTURA QUE PERMITE EL CANAL DE LIMPIA ES LA ESTRUCTURA QUE PERMITE REDUCIR LA CANTIDAD DE SEDIMENTOS QUE TRATA DE REDUCIR LA CANTIDAD DE SEDIMENTOS QUE TRATA DE INGRESAR AL CANAL DE DERIVACIÓN, ASÍ COMO LA INGRESAR AL CANAL DE DERIVACIÓN, ASÍ COMO LA ELIMINACIÓN DEL MATERIAL DE ARRASTRE QUE SE ACUMULA ELIMINACIÓN DEL MATERIAL DE ARRASTRE QUE SE ACUMULA DELANTE DE LAS VENTANAS DE CAPTACIÓN. SU UBICACIÓN DELANTE DE LAS VENTANAS DE CAPTACIÓN. SU UBICACIÓN RECOMENDADA ES PERPENDICULAR AL EJE DEL BARRAJE RECOMENDADA ES PERPENDICULAR AL EJE DEL BARRAJE VERTEDERO Y SU FLUJO PARALELO AL DEL RÍO Y FORMANDO VERTEDERO Y SU FLUJO PARALELO AL DEL RÍO Y FORMANDO UN ÁNGULO ENTRE 60 º YUN ÁNGULO ENTRE 60 º Y 90º CON EL EJE DE LA 90º CON EL EJE DE LA CAPTACIÓN, A MENOS QUE SE REALICE UN MODELO CAPTACIÓN, A MENOS QUE SE REALICE UN MODELO HIDRÁULICO QUE DETERMINE OTRAS CONDICIONES.HIDRÁULICO QUE DETERMINE OTRAS CONDICIONES.

VELOCIDAD REQUERIDA P/CANAL DE LIMPIAVELOCIDAD REQUERIDA P/CANAL DE LIMPIA

DEBE TENER UNA VELOCIDAD (Vo) CAPAZ DE ARRASTRAR LOS DEBE TENER UNA VELOCIDAD (Vo) CAPAZ DE ARRASTRAR LOS SEDIMENTOS DEPOSITADOS EN EL CANAL DE LIMPIA LA MAGNITUD SEDIMENTOS DEPOSITADOS EN EL CANAL DE LIMPIA LA MAGNITUD DE Vo ESTÁ DADA POR LA SIGUIENTE FÓRMULA:DE Vo ESTÁ DADA POR LA SIGUIENTE FÓRMULA:

VELOCIDAD REQUERIDA P/CANAL DE VELOCIDAD REQUERIDA P/CANAL DE LIMPIALIMPIA

Vo = 1.5 C. d^1/2 = 1.5VVo = 1.5 C. d^1/2 = 1.5V (3.48) (3.48)

Donde:Donde:

VoVo : es la velocidad requerida para iniciar el arrastre. : es la velocidad requerida para iniciar el arrastre.

CC : coeficiente en función del tipo de material; siendo 3.2 para : coeficiente en función del tipo de material; siendo 3.2 para arena y grava redondeada y 3.9 para sección cuadrada; de 4.5 a arena y grava redondeada y 3.9 para sección cuadrada; de 4.5 a 3.5 para mezcla de arena y grava.3.5 para mezcla de arena y grava.

dd : diámetro del grano mayor. : diámetro del grano mayor.

VV : velocidad de arrastre.: velocidad de arrastre.

La figura 20 presenta una gráfica de la ecuaciónLa figura 20 presenta una gráfica de la ecuación (3.48)(3.48)

VELOCIDAD REQUERIDA P/CANAL DE VELOCIDAD REQUERIDA P/CANAL DE LIMPIALIMPIA

..

ANCHO DEL CANAL DE LIMPIAANCHO DEL CANAL DE LIMPIA

EL ANCHO DEL CANAL DE LIMPIA SE PUEDE OBTENER DE LA EL ANCHO DEL CANAL DE LIMPIA SE PUEDE OBTENER DE LA RELACIÓN:RELACIÓN:

B = Qc / qB = Qc / q (3.49) (3.49)

q = (Vc)^3 / g q = (Vc)^3 / g (3.50)(3.50)

Donde:Donde:

BB : ancho del canal de limpia, en metros: ancho del canal de limpia, en metros

QcQc : caudal a discurrir en el canal de limpia para eliminar el : caudal a discurrir en el canal de limpia para eliminar el material de arrastre, en m3/s.material de arrastre, en m3/s.

qq : caudal por unidad de ancho, en m3/s/m.: caudal por unidad de ancho, en m3/s/m.

VcVc : velocidad en el canal de limpia para eliminar el material de : velocidad en el canal de limpia para eliminar el material de arrastre, en m/s. arrastre, en m/s.

gg : aceleración de la gravedad, en m/s2.: aceleración de la gravedad, en m/s2.


ESTE ANCHO SIRVE DE REFERENCIA PARA EL CÁLCULO INICIAL ESTE ANCHO SIRVE DE REFERENCIA PARA EL CÁLCULO INICIAL PERO SIEMPRE ES RECOMENDABLE QUE SE DISPONGA DE UN PERO SIEMPRE ES RECOMENDABLE QUE SE DISPONGA DE UN ANCHO QUE NO GENERE OBSTRUCCIONES AL PASO DEL ANCHO QUE NO GENERE OBSTRUCCIONES AL PASO DEL MATERIAL DE ARRASTRE, SOBRE TODO EL MATERIAL FLOTANTE MATERIAL DE ARRASTRE, SOBRE TODO EL MATERIAL FLOTANTE (TRONCOS, PALIZADA, ETC.).(TRONCOS, PALIZADA, ETC.).

BASADO EN LAS EXPERIENCIAS OBTENIDAS EN RÍOS DEL PERÚ, BASADO EN LAS EXPERIENCIAS OBTENIDAS EN RÍOS DEL PERÚ, SE RECOMIENDA QUE EL ANCHO MÍNIMO SEA DE 5 METROS O SE RECOMIENDA QUE EL ANCHO MÍNIMO SEA DE 5 METROS O MÚLTIPLO DE ESTE VALOR SI SE TRATA DE VARIOS TRAMOS; MÚLTIPLO DE ESTE VALOR SI SE TRATA DE VARIOS TRAMOS; SITUACIÓN RECOMENDABLE PARA NORMAR EL ANCHO DEL SITUACIÓN RECOMENDABLE PARA NORMAR EL ANCHO DEL CANAL DE LIMPIA.CANAL DE LIMPIA.

(VER FIGURA 21).(VER FIGURA 21).


..


a.a. CAUDAL EN LA ZONA DE LIMPIACAUDAL EN LA ZONA DE LIMPIA

SE DEBE ESTIMAR EL CAUDAL EN LA ZONA DEL SE DEBE ESTIMAR EL CAUDAL EN LA ZONA DEL CANAL CANAL DE LIMPIA EN POR LO MENOS 2 VECES EL DE LIMPIA EN POR LO MENOS 2 VECES EL CAUDAL A CAUDAL A DERIVAR O IGUAL AL CAUDAL MEDIO DEL RIÓ.DERIVAR O IGUAL AL CAUDAL MEDIO DEL RIÓ.

bb.. VELOCIDAD EN LA ZONA DE LIMPIAVELOCIDAD EN LA ZONA DE LIMPIA

SE RECOMIENDA QUE ESTÉ ENTRE 1.50 A 3.00 M/SSE RECOMIENDA QUE ESTÉ ENTRE 1.50 A 3.00 M/S

c.c. ANCHO DE LA ZONA DE LIMPIAANCHO DE LA ZONA DE LIMPIA

SE RECOMIENDA QUE SEA UN DÉCIMO DE LA SE RECOMIENDA QUE SEA UN DÉCIMO DE LA

LONGITUD LONGITUD DEL BARRAJEDEL BARRAJE..

PENDIENTE DEL CANAL DE LIMPIAPENDIENTE DEL CANAL DE LIMPIA

ES RECOMENDABLE QUE EL CANAL DE LIMPIA TENGA UNA ES RECOMENDABLE QUE EL CANAL DE LIMPIA TENGA UNA PENDIENTE QUE GENERE LA VELOCIDAD DE LIMPIA. LA PENDIENTE QUE GENERE LA VELOCIDAD DE LIMPIA. LA FÓRMULA RECOMENDADA PARA CALCULAR IA PENDIENTE FÓRMULA RECOMENDADA PARA CALCULAR IA PENDIENTE CRITICA ES:CRITICA ES:

Ic = n^2 .g^(10/9) / q^(2/9)Ic = n^2 .g^(10/9) / q^(2/9) (3.51)(3.51)

Donde:Donde:

IcIc : pendiente critica.: pendiente critica.

gg : aceleración de la gravedad, en m/s2.: aceleración de la gravedad, en m/s2.

nn : coeficiente de rugosidad de Manning.: coeficiente de rugosidad de Manning.

qq : descarga por unidad de ancho (caudal unitario), en m2/s.: descarga por unidad de ancho (caudal unitario), en m2/s.

PENDIENTE DEL CANAL DE LIMPIAPENDIENTE DEL CANAL DE LIMPIA

SE DEBE RECORDAR QUE, SIEMPRE EL FONDO SE DEBE RECORDAR QUE, SIEMPRE EL FONDO DEL CANAL DE LIMPIA EN LA ZONA DE LA VENTANA DEL CANAL DE LIMPIA EN LA ZONA DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN DEBE ESTAR POR DEBAJO DEL DE CAPTACIÓN DEBE ESTAR POR DEBAJO DEL UMBRAL DE ÉSTA ENTRE 0.6 A 1.20 M. ASIMISMO UMBRAL DE ÉSTA ENTRE 0.6 A 1.20 M. ASIMISMO EL EXTREMO AGUAS ABAJO DEBE COINCIDIR O EL EXTREMO AGUAS ABAJO DEBE COINCIDIR O ESTAR MUY CERCA DE LA COTA DEL COLCHÓN ESTAR MUY CERCA DE LA COTA DEL COLCHÓN DISIPADOR.DISIPADOR.

TOMA O CAPTACIÓNTOMA O CAPTACIÓN

CRITERIOS GENERALESCRITERIOS GENERALES

ESTÁ UBICADA POR LO GENERAL AGUAS ARRIBA DEL BARRAJE ESTÁ UBICADA POR LO GENERAL AGUAS ARRIBA DEL BARRAJE VERTEDERO, SIEMPRE TRATANDO DE ESTAR EN UN LUGAR VERTEDERO, SIEMPRE TRATANDO DE ESTAR EN UN LUGAR DONDE EL INGRESO DE SEDIMENTOS SEA EN MÍNIMO (YA SE DONDE EL INGRESO DE SEDIMENTOS SEA EN MÍNIMO (YA SE HA MENCIONADO, QUE EL IDEAL ES EL LADO EXTERIOR DE LA HA MENCIONADO, QUE EL IDEAL ES EL LADO EXTERIOR DE LA PARTE CÓNCAVA DE UNA CURVA).PARTE CÓNCAVA DE UNA CURVA).

EN LO QUE RESPECTA A SU CIMENTACIÓN ES RECOMENDABLE EN LO QUE RESPECTA A SU CIMENTACIÓN ES RECOMENDABLE QUE EL LUGAR ELEGIDO REÚNA CONDICIONES FAVORABLES QUE EL LUGAR ELEGIDO REÚNA CONDICIONES FAVORABLES DE GEOLOGÍA (ES PREFERIBLE BUSCAR ROCA PARA ASENTAR DE GEOLOGÍA (ES PREFERIBLE BUSCAR ROCA PARA ASENTAR LA ESTRUCTURA), DE TOPOGRAFÍA (QUE DISPONGA DE UNA LA ESTRUCTURA), DE TOPOGRAFÍA (QUE DISPONGA DE UNA COTA SUFICIENTEMENTE A FIN DE DISMINUIR LAS OBRAS COTA SUFICIENTEMENTE A FIN DE DISMINUIR LAS OBRAS COMPLICADAS), Y DE FACILIDAD CONSTRUCTIVA (OBJETIVO COMPLICADAS), Y DE FACILIDAD CONSTRUCTIVA (OBJETIVO BÁSICO PARA REDUCIR LOS COSTOS DE CONSTRUCCIÓN).BÁSICO PARA REDUCIR LOS COSTOS DE CONSTRUCCIÓN).

TOMA O CAPTACIÓNTOMA O CAPTACIÓN

ESTRUCTURAS COMPONENTES DE LA TOMAESTRUCTURAS COMPONENTES DE LA TOMA

TAL COMO SE MUESTRA EN LA FIGURA 22, DESCRIBIREMOS LAS TAL COMO SE MUESTRA EN LA FIGURA 22, DESCRIBIREMOS LAS PARTES DE UNA TOMA DE ACUERDO Al SENTIDO DEL FLUJO DEL PARTES DE UNA TOMA DE ACUERDO Al SENTIDO DEL FLUJO DEL AGUA DERIVADO:AGUA DERIVADO:


REJILLASREJILLASSU OBJETIVO BÁSICO ES IMPEDIR QUE LOS MATERIALES DE SU OBJETIVO BÁSICO ES IMPEDIR QUE LOS MATERIALES DE ARRASTRE Y SUSPENSIÓN INGRESEN AL CANAL DE ARRASTRE Y SUSPENSIÓN INGRESEN AL CANAL DE DERIVACIÓN, LOS CUALES CAUSAN OBSTRUCCIÓN Y DERIVACIÓN, LOS CUALES CAUSAN OBSTRUCCIÓN Y DESBORDEN AGUAS ABAJO DE LA CAPTACIÓN.DESBORDEN AGUAS ABAJO DE LA CAPTACIÓN.

LAS REJILLAS PLATINAS UNIDAS MEDIANTE SOLDADURA LAS REJILLAS PLATINAS UNIDAS MEDIANTE SOLDADURA FORMANDO PANELES. LA SEPARACIÓN ENTRE REJILLAS SE FORMANDO PANELES. LA SEPARACIÓN ENTRE REJILLAS SE RECOMIENDA TOMARLA DE EJE A EJE; Y DEPENDIENDO DEL RECOMIENDA TOMARLA DE EJE A EJE; Y DEPENDIENDO DEL TIPO DE MATERIAL QUE SE QUIERE IMPEDIR SU INGRESO LA TIPO DE MATERIAL QUE SE QUIERE IMPEDIR SU INGRESO LA SEPARACIÓN VARIARÁ ENTRE 0.025M Y 0.10M (MATERIAL SEPARACIÓN VARIARÁ ENTRE 0.025M Y 0.10M (MATERIAL FINO) Y DE 0.10M A 0.20M (MATERIAL GRUESO), FINO) Y DE 0.10M A 0.20M (MATERIAL GRUESO), RECOMENDÁNDOSE QUE LAS REJILLAS DE MENOR RECOMENDÁNDOSE QUE LAS REJILLAS DE MENOR SEPARACIÓN EN LA PARTE SUPERIOR.SEPARACIÓN EN LA PARTE SUPERIOR.


LA COLOCACIÓN DE LA REJILLA PUEDE SER VERTICAL O LA COLOCACIÓN DE LA REJILLA PUEDE SER VERTICAL O CON UNA PEQUEÑA INCLINACIÓN DE 1:1/4 PARA FACILITAR CON UNA PEQUEÑA INCLINACIÓN DE 1:1/4 PARA FACILITAR SU LIMPIEZA. ESTA LIMPIEZA SE RECOMIENDA QUE SE HAGA SU LIMPIEZA. ESTA LIMPIEZA SE RECOMIENDA QUE SE HAGA MEDIANTE ACCIÓN MECÁNICA YA QUE CUANDO ES MANUAL MEDIANTE ACCIÓN MECÁNICA YA QUE CUANDO ES MANUAL EN ÉPOCAS DE AVENIDAS ES CASI IMPOSIBLE EJECUTAR EN ÉPOCAS DE AVENIDAS ES CASI IMPOSIBLE EJECUTAR CON LA FRECUENCIA DEBIDA.CON LA FRECUENCIA DEBIDA.

LA PRINCIPAL OBJECIÓN DE COLOCAR REJILLAS ES QUE LA PRINCIPAL OBJECIÓN DE COLOCAR REJILLAS ES QUE CAUSA PÉRDIDAS, LAS CUALES DEBEN SER CONSIDERADAS CAUSA PÉRDIDAS, LAS CUALES DEBEN SER CONSIDERADAS DURANTE EL DIMENSIONAMIENTO DE LA ALTURA DEL DURANTE EL DIMENSIONAMIENTO DE LA ALTURA DEL VERTEDERO Y EN EL CÁLCULO DEL TIRANTE EN EL CANAL VERTEDERO Y EN EL CÁLCULO DEL TIRANTE EN EL CANAL DE DERIVACIÓN.DE DERIVACIÓN.


LA PÉRDIDA DE CARGA QUE OCASIONA UNA REJILLA SE LA PÉRDIDA DE CARGA QUE OCASIONA UNA REJILLA SE PUEDE CALCULAR POR IA FÓRMULA:PUEDE CALCULAR POR IA FÓRMULA:

H = 1.32 (T.V/D)^2. (sen A) . (sec^15/8 B) (3.52) H = 1.32 (T.V/D)^2. (sen A) . (sec^15/8 B) (3.52)

Donde:Donde:

HH : pérdida de carga, en pulgadas: pérdida de carga, en pulgadas

TT : espesor de la platina (rejilla), en pulgadas: espesor de la platina (rejilla), en pulgadas

VV : velocidad de ingreso a través de la rejilla, en pies/s: velocidad de ingreso a través de la rejilla, en pies/s

(Se recomienda V = 1 m/s).(Se recomienda V = 1 m/s).

AA : ángulo de rejilla con la horizontal (ver fig. 23): ángulo de rejilla con la horizontal (ver fig. 23)

BB : ángulo de aproximación (Ver figura 23): ángulo de aproximación (Ver figura 23)

DD : separación entre ejes de cada platina, en pulgadas.: separación entre ejes de cada platina, en pulgadas.


..


VENTANA DE CAPTACIÓNVENTANA DE CAPTACIÓN

LA CAPTACIÓN DE AGUA SE REALIZA MEDIANTE UNA LA CAPTACIÓN DE AGUA SE REALIZA MEDIANTE UNA ABERTURA LLAMADA VENTANA DE CAPTACIÓN DEBIDO A ABERTURA LLAMADA VENTANA DE CAPTACIÓN DEBIDO A QUE SE ENCUENTRA A UNA ALTURA DE 0.60 M. DEL PISO DEL QUE SE ENCUENTRA A UNA ALTURA DE 0.60 M. DEL PISO DEL CANAL DE LIMPIA COMO MÍNIMO (VER FIGURA 24). SUS CANAL DE LIMPIA COMO MÍNIMO (VER FIGURA 24). SUS DIMENSIONES SON CALCULADAS EN FUNCIÓN DEL CAUDAL DIMENSIONES SON CALCULADAS EN FUNCIÓN DEL CAUDAL A DERIVAR Y DE LAS CONDICIONES ECONÓMICAS MÁS A DERIVAR Y DE LAS CONDICIONES ECONÓMICAS MÁS ACONSEJABLES.ACONSEJABLES.

PARA DIMENSIONAR LA VENTANA DE CAPTACIÓN SE DEBE PARA DIMENSIONAR LA VENTANA DE CAPTACIÓN SE DEBE

TOMAR EN CUENTA LAS SIGUIENTES RECOMENDACIONESTOMAR EN CUENTA LAS SIGUIENTES RECOMENDACIONES::


HoHo : altura para evitar ingreso de material de arrastre; se : altura para evitar ingreso de material de arrastre; se recomienda 0.60 m. como mínimo.recomienda 0.60 m. como mínimo.

Otros recomiendan ho > H/3, aunque es obvio que cuanto Otros recomiendan ho > H/3, aunque es obvio que cuanto mayor sea ho menor será el ingreso de caudal solidomayor sea ho menor será el ingreso de caudal solido

será el ingreso de caudal sólido.será el ingreso de caudal sólido.

hh : altura de la ventana de captación; es preferible su : altura de la ventana de captación; es preferible su

determinación por la formula de vertederodeterminación por la formula de vertedero::

Q = c. L . h ^3/2Q = c. L . h ^3/2 (3.53) (3.53)


Donde:Donde:

QQ : caudal a derivar más caudal necesario para operación del sistema de purga. : caudal a derivar más caudal necesario para operación del sistema de purga.

CC : coeficiente de vertedero, en este caso 1.84: coeficiente de vertedero, en este caso 1.84

LL : longitud de ventana que por lo general se asume entre 3 a 4 m.: longitud de ventana que por lo general se asume entre 3 a 4 m.

EN CONCLUSIÓN; LOS PARÁMETROS DE LA VENTANA DE EN CONCLUSIÓN; LOS PARÁMETROS DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN ESTÁN ÍNTIMAMENTE RELACIONADOS, PERO SIEMPRE CAPTACIÓN ESTÁN ÍNTIMAMENTE RELACIONADOS, PERO SIEMPRE ES NECESARIO TENER EN CUENTA EL FACTOR ECONÓMICO EN EL ES NECESARIO TENER EN CUENTA EL FACTOR ECONÓMICO EN EL DISEÑO.DISEÑO.


..


CÁMARA DE DECANTACIÓN O DESRIPIADORCÁMARA DE DECANTACIÓN O DESRIPIADOR

DESPUÉS QUE EL AGUA REBOSA EL VERTEDERO DE LA DESPUÉS QUE EL AGUA REBOSA EL VERTEDERO DE LA VENTANA DE CAPTACIÓN, ES NECESARIO ATRAPAR O VENTANA DE CAPTACIÓN, ES NECESARIO ATRAPAR O DECANTAR EL MATERIAL QUE HA PODIDO PASAR A TRAVÉS DECANTAR EL MATERIAL QUE HA PODIDO PASAR A TRAVÉS DE LA REJILLA; A ESTA ESTRUCTURA QUE REALIZA LA DE LA REJILLA; A ESTA ESTRUCTURA QUE REALIZA LA DECANTACIÓN Y AQUIETAMIENTO DEL AGUA ANTES QUE DECANTACIÓN Y AQUIETAMIENTO DEL AGUA ANTES QUE ÉSTE INGRESE A LA ZONA DE COMPUERTAS DE ÉSTE INGRESE A LA ZONA DE COMPUERTAS DE REGULACIÓN, SE LE CONOCE COMO CÁMARA DE CARGA, REGULACIÓN, SE LE CONOCE COMO CÁMARA DE CARGA, CÁMARA DE DECANTACIÓN A DESRIPIADOR. (VER FIGURA CÁMARA DE DECANTACIÓN A DESRIPIADOR. (VER FIGURA 25)25)


..


EN LO REFERENTE A SU DISEÑO, ALGUNOS AUTORES LO EN LO REFERENTE A SU DISEÑO, ALGUNOS AUTORES LO DIMENSIONAN ASUMIENDO QUE EL ESPACIO ENTRE LAS DIMENSIONAN ASUMIENDO QUE EL ESPACIO ENTRE LAS VENTANAS DE CAPTACIÓN Y LAS COMPUERTAS DEBE SER IGUAL VENTANAS DE CAPTACIÓN Y LAS COMPUERTAS DEBE SER IGUAL A LA LONGITUD DEL RESALTO, CONSIDERANDO QUE SE A LA LONGITUD DEL RESALTO, CONSIDERANDO QUE SE PRODUCE UN RESALTO SUMERGIDO, CRITERIO QUE ASUME QUE PRODUCE UN RESALTO SUMERGIDO, CRITERIO QUE ASUME QUE SIEMPRE SE VA ATENER UNA SECCIÓN TRAPEZOIDAL O SIMILAR.SIEMPRE SE VA ATENER UNA SECCIÓN TRAPEZOIDAL O SIMILAR.

EN NUESTRA OPINIÓN, ES PREFERIBLE DISEÑAR EN EN NUESTRA OPINIÓN, ES PREFERIBLE DISEÑAR EN FUNCIÓN DE GENERAR UNA VELOCIDAD QUE PERMITA UN FUNCIÓN DE GENERAR UNA VELOCIDAD QUE PERMITA UN ARRASTRE DEL MATERIAL QUE PUDIERA SER DECANTADO, ARRASTRE DEL MATERIAL QUE PUDIERA SER DECANTADO, PARA LO CUAL ES NECESARIO DAR UNA FUERTE PENDIENTE PARA LO CUAL ES NECESARIO DAR UNA FUERTE PENDIENTE PARALELA AL FLUJO EN EL RÍO; PERO ESTO ESTÁ LIMITADA POR PARALELA AL FLUJO EN EL RÍO; PERO ESTO ESTÁ LIMITADA POR LA COTA DE SALIDA QUE LE PERMITE AL RÍO, SOBRE TODO EN LA COTA DE SALIDA QUE LE PERMITE AL RÍO, SOBRE TODO EN ÉPOCAS DE AVENIDAS. SE RECOMIENDA UNA PENDIENTE ÉPOCAS DE AVENIDAS. SE RECOMIENDA UNA PENDIENTE MAYOR DE 2%.MAYOR DE 2%.


ASIMISMO ES CONVENIENTE QUE LA COMPUERTA DE LIMPIA ASIMISMO ES CONVENIENTE QUE LA COMPUERTA DE LIMPIA TENGA UNA ABERTURA CAPAZ DE DESCARGAR EL CAUDAL TENGA UNA ABERTURA CAPAZ DE DESCARGAR EL CAUDAL DE DERIVACIÓN EN EL MEJOR DE LOS CASOS, PERO ES DE DERIVACIÓN EN EL MEJOR DE LOS CASOS, PERO ES PRACTICA COMÚN DARLE UN ANCHO DE 1.50 M. A LA PRACTICA COMÚN DARLE UN ANCHO DE 1.50 M. A LA COMPUERTA.COMPUERTA.


COMPUERTA DE REGULACIÓNCOMPUERTA DE REGULACIÓN

SON AQUELLAS COMPUERTAS QUE REGULAN EL INGRESO SON AQUELLAS COMPUERTAS QUE REGULAN EL INGRESO DEL CAUDAL DE DERIVACIÓN HACIA EL CANAL PRINCIPAL DEL CAUDAL DE DERIVACIÓN HACIA EL CANAL PRINCIPAL (VER FIGURA 26). POR LO GENERAL SE RECOMIENDA (VER FIGURA 26). POR LO GENERAL SE RECOMIENDA QUE EL ÁREA TOTAL DE LAS COMPUERTAS SEA IGUAL AL QUE EL ÁREA TOTAL DE LAS COMPUERTAS SEA IGUAL AL ÁREA DEL CANAL CONDUCTO AGUAS ABAJO.ÁREA DEL CANAL CONDUCTO AGUAS ABAJO.

ASIMISMO SE RECOMIENDA QUE IA VELOCIDAD DE DISEÑO ASIMISMO SE RECOMIENDA QUE IA VELOCIDAD DE DISEÑO SEA DE 2.0 A 2.5 M/S.SEA DE 2.0 A 2.5 M/S.


..


EL CAUDAL QUE PASA POR CADA COMPUERTA SE CALCULA MEDIANTE EL CAUDAL QUE PASA POR CADA COMPUERTA SE CALCULA MEDIANTE LA SIGUIENTE FÓRMULA:LA SIGUIENTE FÓRMULA:

Q = C. A. (2gh)^1/2 = C. A. VQ = C. A. (2gh)^1/2 = C. A. V (3.54) (3.54)

Donde:Donde:

QQ : caudal que debe pasar por la compuerta (m3/s): caudal que debe pasar por la compuerta (m3/s)

CC : coeficiente de descarga, su valor está entre 0.6 a 0.8: coeficiente de descarga, su valor está entre 0.6 a 0.8

AA : área de abertura de la compuerta (m2): área de abertura de la compuerta (m2)

gg : aceleración de la gravedad (m/s2): aceleración de la gravedad (m/s2)

hh : diferencia de niveles entre aguas arriba y a. abajo de la compuerta : diferencia de niveles entre aguas arriba y a. abajo de la compuerta (m).(m).

EN (3.54), CONOCIENDO V (DEL VALOR DE DISEÑO RECOMENDADO), SE EN (3.54), CONOCIENDO V (DEL VALOR DE DISEÑO RECOMENDADO), SE DETERMINA H (POR LO GENERAL SE ESTIMA ENTRE 0.15 A 0.30 M) Y DETERMINA H (POR LO GENERAL SE ESTIMA ENTRE 0.15 A 0.30 M) Y LUEGO SE HALLA EL VALOR DE A..LUEGO SE HALLA EL VALOR DE A..

CUANDO SE TIENE UNA LUZ GRANDE ES CONVENIENTE DIVIDIR LA LUZ CUANDO SE TIENE UNA LUZ GRANDE ES CONVENIENTE DIVIDIR LA LUZ EN VARIOS TRAMOS IGUALES PARA DISPONER DE COMPUERTAS MÁS EN VARIOS TRAMOS IGUALES PARA DISPONER DE COMPUERTAS MÁS FÁCILES DE OPERAR.FÁCILES DE OPERAR.


TRANSICIÓNTRANSICIÓN

DE ACUERDO AL CRITERIO DEL DISEÑADOR, ALGUNAS DE ACUERDO AL CRITERIO DEL DISEÑADOR, ALGUNAS VECES SE SUELE UNIR LAS ZONAS DE LAS COMPUERTAS VECES SE SUELE UNIR LAS ZONAS DE LAS COMPUERTAS CON EL CANAL MEDIANTE UNA TRANSICIÓN. QUE A LA CON EL CANAL MEDIANTE UNA TRANSICIÓN. QUE A LA VEZ PERMITE REDUCIR LAS PÉRDIDAS DE CARGA. PARA VEZ PERMITE REDUCIR LAS PÉRDIDAS DE CARGA. PARA DETERMINAR LA LONGITUD REQUERIDA SE APLICA EL DETERMINAR LA LONGITUD REQUERIDA SE APLICA EL SIGUIENTE CRITERIO:SIGUIENTE CRITERIO:

L = (b1-b2) / (2tg12°30’)L = (b1-b2) / (2tg12°30’) (3.55)(3.55)

Donde:Donde:

b1b1 : ancho de la zona de compuertas : ancho de la zona de compuertas

b2b2 : ancho del canal de derivación: ancho del canal de derivación


ESTRUCTURAS DE DISIPACIÓNESTRUCTURAS DE DISIPACIÓNCOMA PRODUCTO DE LA CARGA DE POSICIÓN GANADA POR COMA PRODUCTO DE LA CARGA DE POSICIÓN GANADA POR COLOCACIÓN DE LA CRESTA DEL VERTEDERO DE COLOCACIÓN DE LA CRESTA DEL VERTEDERO DE DERIVACIÓN A UNA ALTURA SOBRE EL LECHO DEL RÍO, SE DERIVACIÓN A UNA ALTURA SOBRE EL LECHO DEL RÍO, SE GENERA UNA DIFERENCIA ENTRE EL CANAL ANTIGUO Y LA GENERA UNA DIFERENCIA ENTRE EL CANAL ANTIGUO Y LA ZONA DEL BOCAL, QUE ES NECESARIO CONTROLAR ZONA DEL BOCAL, QUE ES NECESARIO CONTROLAR MEDIANTE LA CONSTRUCCIÓN DE UNA ESTRUCTURA DE MEDIANTE LA CONSTRUCCIÓN DE UNA ESTRUCTURA DE DISIPACIÓN (VER FIGURA 26).DISIPACIÓN (VER FIGURA 26).

ESTA ESTRUCTURA POR LO GENERAL TIENE UN COLCHÓN O ESTA ESTRUCTURA POR LO GENERAL TIENE UN COLCHÓN O POZA DISIPADORA, QUE PERMITE DISIPAR DENTRO DE LA POZA DISIPADORA, QUE PERMITE DISIPAR DENTRO DE LA LONGITUD DE LA POZA DE ENERGÍA CINÉTICA ADQUIRIDA LONGITUD DE LA POZA DE ENERGÍA CINÉTICA ADQUIRIDA DEL FLUJO Y ASÍ SALIR HACIA EL CANAL DE DERIVACIÓN UN DEL FLUJO Y ASÍ SALIR HACIA EL CANAL DE DERIVACIÓN UN FLUJO MÁS TRANQUILO.FLUJO MÁS TRANQUILO.


ALIVIADEROSALIVIADEROS

EN ALGUNOS CASOS POR MALA OPERACIÓN DE EN ALGUNOS CASOS POR MALA OPERACIÓN DE LAS COMPUERTAS DE REGULACIÓN INGRESA LAS COMPUERTAS DE REGULACIÓN INGRESA MAYOR CANTIDAD DE CAUDAL AL CANAL DE MAYOR CANTIDAD DE CAUDAL AL CANAL DE DERIVACIÓN; PARA CONTROLAR ESTA SITUACIÓN DERIVACIÓN; PARA CONTROLAR ESTA SITUACIÓN NO DESEADA ES NECESARIO COLOCAR UN NO DESEADA ES NECESARIO COLOCAR UN ALIVIADERO. POR LO GENERAL LOS ALIVIADEROS ALIVIADERO. POR LO GENERAL LOS ALIVIADEROS SE COLOCAN CERCA DE LAS COMPUERTAS DE SE COLOCAN CERCA DE LAS COMPUERTAS DE REGULACIÓN.( VER FIGURA 27)REGULACIÓN.( VER FIGURA 27)


..

MUROS DE ENCAUZAMIENTOMUROS DE ENCAUZAMIENTO

MUROS DE ENCAUZAMIENTOMUROS DE ENCAUZAMIENTOSON ESTRUCTURAS QUE PERMITEN ENCAUZAR EL FLUJO SON ESTRUCTURAS QUE PERMITEN ENCAUZAR EL FLUJO DEL RÍO ENTRE DETERMINADOS LIMITES CON EL FIN DE DEL RÍO ENTRE DETERMINADOS LIMITES CON EL FIN DE FORMAR LAS CONDICIONES DE DISEÑO PRE-ESTABLECIDAS FORMAR LAS CONDICIONES DE DISEÑO PRE-ESTABLECIDAS (ANCHO, TIRANTE, REMANSO, ETC.; VER FIGURA 28).(ANCHO, TIRANTE, REMANSO, ETC.; VER FIGURA 28).


ESTAS ESTRUCTURAS PUEDEN SER DE CONCRETO SIMPLE ESTAS ESTRUCTURAS PUEDEN SER DE CONCRETO SIMPLE A DE CONCRETO ARMADO. SU DIMENSIONAMIENTO ESTA A DE CONCRETO ARMADO. SU DIMENSIONAMIENTO ESTA BASADO EN CONTROLAR EL POSIBLE DESBORDE DEL BASADO EN CONTROLAR EL POSIBLE DESBORDE DEL MÁXIMA NIVEL DEL AGUA Y EVITAR TAMBIÉN QUE LA MÁXIMA NIVEL DEL AGUA Y EVITAR TAMBIÉN QUE LA SOCAVACIÓN AFECTE LAS ESTRUCTURAS DE CAPTACIÓN Y SOCAVACIÓN AFECTE LAS ESTRUCTURAS DE CAPTACIÓN Y DERIVACIÓN.DERIVACIÓN.

EN LO REFERENTE A LA ALTURA DE CORONACIÓN QUE EN LO REFERENTE A LA ALTURA DE CORONACIÓN QUE ESTAS ESTRUCTURAS DEBEN TENER, SE RECOMIENDA ESTAS ESTRUCTURAS DEBEN TENER, SE RECOMIENDA QUE SU COTA SUPERIOR ESTÉ POR LO MENOS 0.50 M POR QUE SU COTA SUPERIOR ESTÉ POR LO MENOS 0.50 M POR ENCIMA DEL NIVEL MÁXIMO DE AGUA.ENCIMA DEL NIVEL MÁXIMO DE AGUA.


CON RESPECTO A SU COTA DE CIMENTACIÓN, SE CON RESPECTO A SU COTA DE CIMENTACIÓN, SE RECOMIENDA QUE ÉSTA DEBE ESTAR POR DEBAJO O IGUAL RECOMIENDA QUE ÉSTA DEBE ESTAR POR DEBAJO O IGUAL A LA POSIBLE PROFUNDIDAD DE SOCAVACIÓN (VER DIQUES A LA POSIBLE PROFUNDIDAD DE SOCAVACIÓN (VER DIQUES DE ENCAUZAMIENTO).DE ENCAUZAMIENTO).

CON LA ALTURA DEFINIDA SE PUEDE DIMENSIONAR LOS CON LA ALTURA DEFINIDA SE PUEDE DIMENSIONAR LOS ESPESORES NECESARIOS PARA SOPORTAR LOS ESPESORES NECESARIOS PARA SOPORTAR LOS ESFUERZOS QUE TRANSMITEN EL RELLENO Y ALTURA DE ESFUERZOS QUE TRANSMITEN EL RELLENO Y ALTURA DE AGUA; ES PRÁCTICA COMÚN DISEÑAR AL VOLTEO, AGUA; ES PRÁCTICA COMÚN DISEÑAR AL VOLTEO, DESLIZAMIENTO Y ASENTAMIENTO.DESLIZAMIENTO Y ASENTAMIENTO.

DIQUES DE ENCAUZAMIENTODIQUES DE ENCAUZAMIENTO

EN LA MAYORÍA DE LOS CASOS, AL COLOCAR UN OBSTÁCULO EN LA MAYORÍA DE LOS CASOS, AL COLOCAR UN OBSTÁCULO (BARRAJE) EN UN RÍO, POR UN REMANSO HACIA AGUAS ARRIBA (BARRAJE) EN UN RÍO, POR UN REMANSO HACIA AGUAS ARRIBA PODRÍA CAUSAR INUNDACIONES A LOS TERRENOS RIBEREÑOS, PODRÍA CAUSAR INUNDACIONES A LOS TERRENOS RIBEREÑOS, SITUACIÓN NO DESEADA QUE SE PODRÍA AGRAVAR SI EL RÍO FORMA SITUACIÓN NO DESEADA QUE SE PODRÍA AGRAVAR SI EL RÍO FORMA UN NUEVO CAUCE COMA CONSECUENCIA DEL REMANSO Y QUE UN NUEVO CAUCE COMA CONSECUENCIA DEL REMANSO Y QUE PODRÍA DEJAR AISLADA A LA BOCATOMA. PARA CONTROLAR ESTA PODRÍA DEJAR AISLADA A LA BOCATOMA. PARA CONTROLAR ESTA SITUACIÓN SE CONSTRUYEN DIQUES DE ENCAUZAMIENTO POR LO SITUACIÓN SE CONSTRUYEN DIQUES DE ENCAUZAMIENTO POR LO GENERAL DEL TIPO ESCOLLERA SI EXISTEN CANTERAS DE ROCAS EN GENERAL DEL TIPO ESCOLLERA SI EXISTEN CANTERAS DE ROCAS EN LA ZONA DEL PROYECTO.LA ZONA DEL PROYECTO.

SU DIMENSIONAMIENTO SE REALIZA EN FUNCIÓN DE LA ALTURA QUE SU DIMENSIONAMIENTO SE REALIZA EN FUNCIÓN DE LA ALTURA QUE PUEDE ALCANZAR EL TIRANTE DEL AGUA EN LA ZONA DE REMANSO: PUEDE ALCANZAR EL TIRANTE DEL AGUA EN LA ZONA DE REMANSO: USUALMENTE, LA COTA DEL DIQUE SE DEBE COLOCAR CON UN USUALMENTE, LA COTA DEL DIQUE SE DEBE COLOCAR CON UN BORDE LIBRE (B.L) DE 0.50M POR ENCIMA DEL TIRANTE.BORDE LIBRE (B.L) DE 0.50M POR ENCIMA DEL TIRANTE.

LA FIGURA 29 PRESENTA LA SECCIÓN TÍPICA RECOMENDADALA FIGURA 29 PRESENTA LA SECCIÓN TÍPICA RECOMENDADA


..


CÁLCULO DEL TAMAÑO DE ROCACÁLCULO DEL TAMAÑO DE ROCA

. A CONTINUACIÓN SE PRESENTAN DOS MÉTODOS QUE . A CONTINUACIÓN SE PRESENTAN DOS MÉTODOS QUE PERMITEN DIMENSIONAR EL TAMAÑO MEDIO DEL ENROCADOPERMITEN DIMENSIONAR EL TAMAÑO MEDIO DEL ENROCADO

EL PRIMER MÉTODO EMPLEA LA SIGUIENTE FÓRMULA:EL PRIMER MÉTODO EMPLEA LA SIGUIENTE FÓRMULA:

Db= (b /Ω) . (V^2 / 2g) . (1/f)Db= (b /Ω) . (V^2 / 2g) . (1/f) (3.56)(3.56)

Donde:Donde:

f = (1 - sen2 a /sen2 Φ )ˆ1/2f = (1 - sen2 a /sen2 Φ )ˆ1/2 (3.57)(3.57)

Ω Ω = ( γs - γa) / γa = (SG - 1)= ( γs - γa) / γa = (SG - 1) (3.58)(3.58)


DbDb : diámetro de roca, en mm. : diámetro de roca, en mm.

VV : velocidad del río, en m/s.: velocidad del río, en m/s.

SGSG : gravedad especifica de la roca, en kg/m3: gravedad especifica de la roca, en kg/m3

γsγs : peso especifico de la roca, en kg/m3 : peso especifico de la roca, en kg/m3

γaγa : peso especifico del agua, en kg/m3: peso especifico del agua, en kg/m3

bb : coeficiente (1.4 para nuestros ríos): coeficiente (1.4 para nuestros ríos)

gg : aceleración de la gravedad, en m/sg2: aceleración de la gravedad, en m/sg2

aa : ángulo del talud del dique (1:1.5. ~ 33°): ángulo del talud del dique (1:1.5. ~ 33°)

ΦΦ : ángulo de fricción interna : ángulo de fricción interna


EL OTRO MÉTODO RECOMENDADO EL OTRO MÉTODO RECOMENDADO ES USANDO LOS ES USANDO LOS GRÁFICOS DE LAS FIGURAS 30 Y 31; EL PRIMER GRÁFICO GRÁFICOS DE LAS FIGURAS 30 Y 31; EL PRIMER GRÁFICO NOS DA EL DIÁMETRO DE LA ROCA PARA INICIAR EL NOS DA EL DIÁMETRO DE LA ROCA PARA INICIAR EL MOVIMIENTO, ASUMIENDO PESO ESPECÍFICO DE LA ROCA MOVIMIENTO, ASUMIENDO PESO ESPECÍFICO DE LA ROCA IGUAL A 2.64 TN/M3 Y EN FUNCIÓN DE LA FÓRMULA:IGUAL A 2.64 TN/M3 Y EN FUNCIÓN DE LA FÓRMULA:

W=13.75 * 10^(-3) * V^6W=13.75 * 10^(-3) * V^6 (3.59) (3.59)

Donde:Donde:

W : peso de la roca, en KgW : peso de la roca, en Kg

V : velocidad media en el cauce, en m/sV : velocidad media en el cauce, en m/s


EL SEGUNDO GRÁFICO NOS DA LA RELACIÓN ENTRE LA EL SEGUNDO GRÁFICO NOS DA LA RELACIÓN ENTRE LA VELOCIDAD MEDIA ACTUANTE SOBRE LA ROCA (Vo) Y LA VELOCIDAD MEDIA ACTUANTE SOBRE LA ROCA (Vo) Y LA VELOCIDAD MEDIA EN EL CAUCE (V) MEDIANTE LA VELOCIDAD MEDIA EN EL CAUCE (V) MEDIANTE LA SIGUIENTE FÓRMULA:SIGUIENTE FÓRMULA:

Vo / V = 0.71 / (0.68 Log (d/k) + 0.71)Vo / V = 0.71 / (0.68 Log (d/k) + 0.71) (3.60)(3.60)

ESTE MÉTODO SE BASA EN QUE, POR LO GENERAL, SE ESTE MÉTODO SE BASA EN QUE, POR LO GENERAL, SE CONOCE EL TIRANTE EN EL CAUCE (d), LA VELOCIDAD EN EL CONOCE EL TIRANTE EN EL CAUCE (d), LA VELOCIDAD EN EL RÍO (V) Y SE DESEA CONOCER EL DIÁMETRO NOMINAL DE LA RÍO (V) Y SE DESEA CONOCER EL DIÁMETRO NOMINAL DE LA ROCA (k) PARA RESISTIR UNA VELOCIDAD MEDIA SOBRE ROCA (k) PARA RESISTIR UNA VELOCIDAD MEDIA SOBRE ELLA.ELLA.


EL PROCESO CONSISTE EN ASUMIR UN DIÁMETRO (K) Y EL PROCESO CONSISTE EN ASUMIR UN DIÁMETRO (K) Y APLICANDO LA ECUACIÓN (3.60) CALCULAR (Vo), LUEGO SE APLICANDO LA ECUACIÓN (3.60) CALCULAR (Vo), LUEGO SE COMPRUEBA EL VALOR DEL DIÁMETRO SUPUESTO CON LA COMPRUEBA EL VALOR DEL DIÁMETRO SUPUESTO CON LA UTILIZACIÓN DEL GRÁFICO DE LA FIGURA 30 QUE PERMITE UTILIZACIÓN DEL GRÁFICO DE LA FIGURA 30 QUE PERMITE AJUSTAR EL VALOR DEL DIÁMETRO SUPUESTO.AJUSTAR EL VALOR DEL DIÁMETRO SUPUESTO.

ES RECOMENDABLE QUE EL ENROCADO DESCANSE SOBRE ES RECOMENDABLE QUE EL ENROCADO DESCANSE SOBRE UN FILTRO CUYA MISIÓN ES IMPEDIR QUE EL AGUA AL UN FILTRO CUYA MISIÓN ES IMPEDIR QUE EL AGUA AL ENTRAR EN CONTACTO CON EL TALUD SE INTRODUZCA POR ENTRAR EN CONTACTO CON EL TALUD SE INTRODUZCA POR LOS INTERSTICIOS Y QUE PODRÍA ARRASTRAR EL MATERIAL LOS INTERSTICIOS Y QUE PODRÍA ARRASTRAR EL MATERIAL CONFORMARTE DEL NÚCLEO DEL ENROCADO.CONFORMARTE DEL NÚCLEO DEL ENROCADO.


PARA EL FILTRO EN MENCIÓN, SE RECOMIENDA QUE PARA EL FILTRO EN MENCIÓN, SE RECOMIENDA QUE CUMPLA LAS SIGUIENTES ESPECIFICACIONES:CUMPLA LAS SIGUIENTES ESPECIFICACIONES:

D15f / D15b = a;D15f / D15b = a; 5 < a < 405 < a < 40 (3.61) (3.61)

D15f / D85b = b;D15f / D85b = b; b ≤b ≤ 5 5 (3.62) (3.62)

D85f / M = c;D85f / M = c; c ≥c ≥ 22 (3.63)(3.63)


Donde:Donde:

D15fD15f : diámetro de grano del material de filtro del cual el : diámetro de grano del material de filtro del cual el 15% de todos los granos son más pequeños.15% de todos los granos son más pequeños.

D15bD15b : diámetro de grano en el material de base del cual el : diámetro de grano en el material de base del cual el 15% de todos los granos son más pequeños.15% de todos los granos son más pequeños.

D85fD85f : diámetro del grano del material del filtro del cual el : diámetro del grano del material del filtro del cual el 85% de todos los granos son más pequeños.85% de todos los granos son más pequeños.

D85bD85b : diámetro del grano del material de base del cual el : diámetro del grano del material de base del cual el 85% de todos los granos son más pequeños.85% de todos los granos son más pequeños.

MM : mayor dimensión de abertura entre rocas, a través : mayor dimensión de abertura entre rocas, a través del cual el filtro va a defender el arrastre del del cual el filtro va a defender el arrastre del

material material conformarte del dique.conformarte del dique.


LA CURVA DEL MATERIAL DE FILTRO DEBE TENER UNA LA CURVA DEL MATERIAL DE FILTRO DEBE TENER UNA GRADUACIÓN PARALELA AL MATERIAL DE BASE APOYO.GRADUACIÓN PARALELA AL MATERIAL DE BASE APOYO.

PARA CALCULAR LA PROFUNDIDAD DE SOCAVACIÓN SE PARA CALCULAR LA PROFUNDIDAD DE SOCAVACIÓN SE RECOMIENDA LA SIGUIENTE FÓRMULA:RECOMIENDA LA SIGUIENTE FÓRMULA:

Hs =1.25 h (0.6 - V1/V2)Hs =1.25 h (0.6 - V1/V2) (3.64) (3.64)

Donde:Donde:

HsHs : profundidad de socavación, en m : profundidad de socavación, en m

V1V1 : velocidad de socavación, en m/s : velocidad de socavación, en m/s

V2V2 : velocidad superficial, en m/s: velocidad superficial, en m/s

hh : tirante en el río, en m: tirante en el río, en m


..

DISEÑO DE COMPUERTAS DE LIMPIA DISEÑO DE COMPUERTAS DE LIMPIA GRUESAGRUESA

DISEÑO DE COMPUERTAS DE LIMPIA GRUESADISEÑO DE COMPUERTAS DE LIMPIA GRUESA

CON EL DESARROLLO DE LA TECNOLOGÍA PERUANA EN LA CON EL DESARROLLO DE LA TECNOLOGÍA PERUANA EN LA CONSTRUCCIÓN DE COMPUERTAS, EL DISEÑO DE LAS CONSTRUCCIÓN DE COMPUERTAS, EL DISEÑO DE LAS COMPUERTAS HA CAÍDO EN EL CAMPO DE LA INGENIERÍA COMPUERTAS HA CAÍDO EN EL CAMPO DE LA INGENIERÍA MECÁNICA: PERO ES NECESARIO QUE EL ASPECTO MECÁNICA: PERO ES NECESARIO QUE EL ASPECTO HIDRÁULICO PRECISE LAS CONDICIONES QUE GUÍEN EL HIDRÁULICO PRECISE LAS CONDICIONES QUE GUÍEN EL DIMENSIONAMIENTO DE LAS COMPUERTAS DE LIMPIA DIMENSIONAMIENTO DE LAS COMPUERTAS DE LIMPIA GRUESA, ASÍ SE RECOMIENDA:GRUESA, ASÍ SE RECOMIENDA:

a.a. ALTURAALTURA

EL NIVEL DE LA CORONA DE LA COMPUERTA DEBE ESTAR EL NIVEL DE LA CORONA DE LA COMPUERTA DEBE ESTAR 0.20 M. POR ENCIMA DE LA CRESTA DEL VERTEDERO.0.20 M. POR ENCIMA DE LA CRESTA DEL VERTEDERO.


b.b. TIRANTE MÁXIMO DE AGUA DE DISEÑOTIRANTE MÁXIMO DE AGUA DE DISEÑO

Es aquel que se genera cuando la compuerta funciona tipo rebose Es aquel que se genera cuando la compuerta funciona tipo rebose librelibre

c.c. TIRANTE DE AGUA DE REBOSE PERMISIBLETIRANTE DE AGUA DE REBOSE PERMISIBLE

0.30 a 0.50 m.0.30 a 0.50 m.

d.d. ALTURA DE IZAJEALTURA DE IZAJE

La compuerta debe estar 1.5 a 2.0m más alto que el máximo nivel de La compuerta debe estar 1.5 a 2.0m más alto que el máximo nivel de agua con la avenida de diseño.agua con la avenida de diseño.

e.e. VELOCIDAD DE IZAJEVELOCIDAD DE IZAJE

Se recomienda 30 cm/minuto, es conveniente tener en cuenta que los Se recomienda 30 cm/minuto, es conveniente tener en cuenta que los costos aumentan cuando aumenta la velocidad de izaje.costos aumentan cuando aumenta la velocidad de izaje.


f.f. TIPO DE IZAJETIPO DE IZAJE

El uso de cables es recomendable cuando las luces son El uso de cables es recomendable cuando las luces son considerables y el de vástagos cuando las luces son pequeñas.considerables y el de vástagos cuando las luces son pequeñas.

g.g. COEFICIENTE DE SEGURIDADCOEFICIENTE DE SEGURIDAD

El coeficiente de seguridad del acero se puede asumir entre 3 y 4.El coeficiente de seguridad del acero se puede asumir entre 3 y 4.

h.h. PLANCHAPLANCHA

EI espesor mínimo debe estar entre 6 y 10 mm. Se debe considerar EI espesor mínimo debe estar entre 6 y 10 mm. Se debe considerar siempre el efecto de corrosión.siempre el efecto de corrosión.


EN LO REFERENTE AL DIMENSIONAMIENTO DEL ÁREA EN LO REFERENTE AL DIMENSIONAMIENTO DEL ÁREA DEL TABLERO, SE RECOMIENDA USAR LA SIGUIENTE DEL TABLERO, SE RECOMIENDA USAR LA SIGUIENTE FÓRMULA:FÓRMULA:

A = Q / (c. (2 g H )1/2)A = Q / (c. (2 g H )1/2) (3.65) (3.65)

Donde:Donde:

QQ : caudal que pasa a través de la compuerta: caudal que pasa a través de la compuerta

AA : área del tablero de la compuerta: área del tablero de la compuerta

CC : coeficiente de descarga; se usa 0.60 para compuertas : coeficiente de descarga; se usa 0.60 para compuertas deslizantes y 0.72 para radiales.deslizantes y 0.72 para radiales.

gg : aceleración de la gravedad.: aceleración de la gravedad.

HH : carga efectiva sobre la compuerta: carga efectiva sobre la compuerta


CON EL ÁREA (A) OBTENIDA, SE PUEDE CALCULAR EL TIPO DE CON EL ÁREA (A) OBTENIDA, SE PUEDE CALCULAR EL TIPO DE MECANISMO NECESARIO PARA EL IZAJE DE LA COMPUERTA MECANISMO NECESARIO PARA EL IZAJE DE LA COMPUERTA MEDIANTE LA OBTENCIÓN DE LA FUERZA DE IZAJE TOTAL (F), QUE MEDIANTE LA OBTENCIÓN DE LA FUERZA DE IZAJE TOTAL (F), QUE PERMITE EL LEVANTAMIENTO DE LA COMPUERTA DE ÁREA (A), DE PERMITE EL LEVANTAMIENTO DE LA COMPUERTA DE ÁREA (A), DE PESO (W) Y CON IA UTILIZACIÓN DE UN VÁSTAGO DE PESO (w).PESO (W) Y CON IA UTILIZACIÓN DE UN VÁSTAGO DE PESO (w).

LA SIGUIENTE FORMULA PERMITE CALCULAR FUERZA P/IZAJELA SIGUIENTE FORMULA PERMITE CALCULAR FUERZA P/IZAJE

P/LEVANTAR LA COMPUERTAP/LEVANTAR LA COMPUERTA

F = A .H .f + W + wF = A .H .f + W + w (3.66) (3.66)

Donde:Donde:

AA : área de la compuerta: área de la compuerta

HH : carga efectiva sobre la compuerta: carga efectiva sobre la compuerta

ff : coeficiente de fricción; asumir 0.7 como valor conservador. : coeficiente de fricción; asumir 0.7 como valor conservador.

WW : peso de la compuerta.: peso de la compuerta.

ww : peso del vástago.: peso del vástago.

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