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ESTUDIO HIDROLOGICO PROYECTO: MEJORAMIENTO DEL CANAL "CHALSAGUA" CALCULO DEL CAUDAL DE MAXIMA AVENIDA: QDA. A.-METODO DE LA SECCION Y LA PENDIENTE Para aplicar el siguiente método debe realizarse los siguientes trabajos de 1- Selección de varios tramos del río 2- Levantamiento topográfico de las secciones tranversales seleccionadas ( 3- Determinación de la pendiente de la superficie de agua con las marcas o aguas de máximas avenidas 4- Elegir un valor de coeficiente de rugosidad ( n ) el más óptimo. 5- Aplicar cálculos en la formula de Manning. Qmax. = A * R^(2/3) * S^(1/2) / n A: área de la sección humeda (m2) R: área de la sección humeda / perimetro mojado S: pendiente de la superficie del fondo de cauce n: rugosidad del cauce del río. La siguiente tabla nos muestra los distinto valores de "n" que se adoptaran SEGUN COWAN: Condiciones del río: material del cauce: A terroso B rocoso C gravoso fino D gravoso grueso material del cauce adoptado: D = justifiquen el diseño hidráulico de las estructuras proyectadas se plantean de cálculo empíricos en base a observaciones y parámetros determinados de a las características geomorfológicas y de cobertura vegetal de la zona donde el proyecto. Con la finalidad de dimensionar el muro de encauzamiento y la estructura de Bocatoma se calcularán los caudales instantáneos, por medio del método empí "Método de la Sección y la Pendiente", basado en las observaciones de las h marcas de agua dejadas sobre el cauce del río por las aguas de máximas aven

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ESTUDIO HIDROLOGICO

PROYECTO: MEJORAMIENTO DEL CANAL "CHALSAGUA"

CALCULO DEL CAUDAL DE MAXIMA AVENIDA: QDA.

A.-METODO DE LA SECCION Y LA PENDIENTE

Para aplicar el siguiente método debe realizarse los siguientes trabajos de campo:

1- Selección de varios tramos del río

2- Levantamiento topográfico de las secciones tranversales seleccionadas ( 3 secciones mínimas )

3- Determinación de la pendiente de la superficie de agua con las marcas o huellas dejadas por las

aguas de máximas avenidas

4- Elegir un valor de coeficiente de rugosidad ( n ) el más óptimo.

5- Aplicar cálculos en la formula de Manning.

Qmax. = A * R^(2/3) * S^(1/2) / n

A: área de la sección humeda (m2)

R: área de la sección humeda / perimetro mojado

S: pendiente de la superficie del fondo de cauce

n: rugosidad del cauce del río.

La siguiente tabla nos muestra los distinto valores de "n" que se adoptaran:

SEGUN COWAN:

Condiciones del río:

material del cauce: A terroso

B rocoso

C gravoso fino

D gravoso grueso

material del cauce adoptado: D = 0.028

Debido a la falta de información hidrometereológica en determinadas zonas que justifiquen el diseño hidráulico de las estructuras proyectadas se plantean métodos de cálculo empíricos en base a observaciones y parámetros determinados de acuerdo a las características geomorfológicas y de cobertura vegetal de la zona donde se ubica el proyecto.

Con la finalidad de dimensionar el muro de encauzamiento y la estructura de la Bocatoma se calcularán los caudales instantáneos, por medio del método empírico: "Método de la Sección y la Pendiente", basado en las observaciones de las huellas o marcas de agua dejadas sobre el cauce del río por las aguas de máximas avenidas.

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Grado de irregularidad: A ninguna

B leve

C regular

D severo

Grado de irregularidad adoptado B = 0.005

Secciones Variables A leve

B regular

C severo

Variación de la seccción adopta B = 0.005

Efecto de A despreciables

las obstrucciones: B menor

C apreciable

D severo

Efecto de las obstrucciones ado B = 0.01

Vegetación: A ninguna

B poco

C regular

D alta

Vegetación adoptada: A = 0

Grado de sinuosidad: A Insignificante

B regular

C considerable

Grado de sinuosidad adoptado: B = 1.15

VALOR DE RUGOSIDAD " n " ADOPTADO SEGÚN COWAN 0.055

SEGUN SCOBEY:

Condiciones del río:

n = 0.025

Cauce de tierra natural limpios con buen alineamiento con o sin algo de vegetación en los taludes y

gravillas dispersas en los taludes

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n = 0.030

Cauce de piedra fragmentada y erosionada de sección variable con algo de vegetación en los bordes y

considerable pendiente (ríos de ceja de selva )

n = 0.035

Cauce de grava y gravilla con variación considerable de la sección transversal con algo de vegetación

en los taludes y baja pendiente (ceja de selva )

n = 0.040-0.050

Cauce con gran cantidad de canto rodado suelto y limpio, de sección transversal variable con o sin

vegetacion en los taludes (ríos de sierra y ceja de selva )

n = 0.060-0.075

Cauce con gran crecimiento de maleza, de sección obstruida por la vegetación externa y acuática de

lineamiento y sección irregular (ríos de la selva )

VALOR DE RUGOSIDAD " n " SEGÚN SCOBEY 0.045

Seleccionando el menor "n" de estos dos criter 0.045

CALCULO DEL CAUDAL DEL RIO POR LA FORMULA DE MANNING

A : Area de la sección del río en la avenida 9.21 m2

P : perimetro mojado de la avenida 19.79 m

S : pendiente de la superficie del fondo 0.058 m/m

n : rugosidad del cauce del río. 0.045

Qmax. = A * R^(2/3) * S^(1/2) / n

Qmax. = 29.60 m³/s

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DISEÑO DE LA BOCATOMA

1.- Consideraciones generales en el diseño de la Bocatoma:

mediante el método empírico de la Sección y Pendiente con el cual se realizarán el dimensionamientolas estructuras que componen la Bocatoma.Debido a la pendiente fuerte de la quebrada se diseñará la bocatoma para un resalto del tipobarrido, dado que no se consigue la sumergencia por el tipo de flujo supercrítico aguas abajo

2.- Cálculo de las Caraterísticas del RíoDatos de entrada:

Q = 29.600 m3/s Caudal Máxima Avenida calculadon = 0.045 Rugosidad de ríoS = 0.1000 Pendiente promedio del lecho de quebrada

Lo = 9.800 m Ancho de cauce de Quebrada

#NAME? m Tirante normalA= #NAME? m2 AreaP = #NAME? m Perímetro mojadoR= #NAME? Radio hidraulicoV= #NAME? m/s Velocidad

hv= #NAME? m Altura de velocidad

2.- Dimensionamiento de la Ventana de Captación

Qc= 0.160 m3/s caudal de captación canal ChalsaguaL= 0.500 m ancho ventana de captación asumido

0.050 m altura libre

a) Sí trabaja como orificio ahogado

Cd= 0.650 m Coeficiente de descargah= #NAME? m altura ventana de captación

a) Debido a la falta de información hidrometereológica en la zona, el caudal de diseño se ha determinado

dn =

hL=

21

321SAR

nQ

Ldc hh

HgHACQ 2

;2..

Ldc hh

ghLCQ2

2...

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b) Sí trabaja como vertedero

h= 0.350 m altura ventana de captación

3.- Altura de barraje

Co= 3846.000 m Cota del lecho del río aguas arriba del barrajeho = 0.250 m altura del umbral del vertedero de captaciónh = 0.350 m altura de la ventana de captación calculado

Cc= 3846.650 m Cota de la cresta del barrajeP= 0.650 m altura del paramento aguas arriba

4.- Dimensionamiento del barraje

a) Descarga sobre el vertedero

Q = 29.600 m3/s Caudal de Máxima AvenidaLo = 9.800 m ancho de la Cresta

P= 0.650 m altura del paramento aguas arribaC= #NAME? Coeficiente de descarga calculado

#NAME? m Carga de diseño sobre el vertedero#NAME?

Hd=P/Hd=

Ha

HeHd

P

Co

P.T.(5)

Ccresta(4)

X

Y5-Y6

Y

R2

(3)

(2)

R1

(1)

(6)

Y5-Y6Tan a a

R3.Sena

R3.Cosa

R3a

C1R3.(1-Cos )a(7)

Línea de Energía

Ldc hh

ghLCQ2

2...

23

.. do HLCQ

32

84.1

L

Qh c

YHdX 85.085.1 .2

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Q= #NAME? m3/s Verificación de descargaVo= #NAME? m/s VelocidadHa= #NAME? mHe= #NAME? m

Ecuaciones para el coeficiente de descarga C, Según Gehy (1982) en función de la

b) Perfil de la cresta del vertedero del barraje

Y = #NAME? Ecuación general del perfil;z = 1.50 m Talud aguas abajo del barraje

Punto de Tangencia, P.T.(x,y,Cot x y Cota#NAME? #NAME? #NAME?

Entrada a la cresta del barraje: Valores de las coordenadas para la cresta del barraje:R1= #NAME? m x y CotaR2= #NAME? m 0.000 #NAME? #NAME?

0.282Hd= #NAME? m 0.100 #NAME? #NAME?0.175Hd= #NAME? m 0.200 #NAME? #NAME?

0.300 #NAME? #NAME?0.400 #NAME? #NAME?

#NAME? #NAME? #NAME? P.T.

Curva de Enlace entre el perfil y el solado

a = 33.690 ºR = #NAME? m

relación P/Hd, donde P es la altura del paramento de aguas arriba, y Hd la carga de diseño sobre el vertedero, siendo válido si Hd = He del Cimacio.

X1.85

85.0

85.1

50.0dH

XY

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T = #NAME? mTx= #NAME? mTy= #NAME? m

1.50

c) Cálculo del nivel máximo y longitud del colchón disipador

Ho= #NAME? m Nivel máximoBL= 0.200 m Borde libre

Altura Muro= #NAME? m Ho+BL

Por Bernoulli y continuidad entre O y 1:

Datos:Q= 29.600 m3/s Caudal Máxima AvenidaP= 0.650 m3/s altura del paramento aguas arriba

Hd= #NAME? m Carga de diseño sobre el vertederoVo= #NAME? m/s Velocidad en la crestaLo = 9.800 m Ancho de la CrestaCo= 3846.000 m Cota del lecho del río aguas arriba del barraje

R=

1.5H

dR

=1.

5Hd

aaTy

Tx T

1

aa

hfEEo 1

g

Vh f 2

1.02

1

fo

do hg

VdC

g

VHPC

22

21

11

2

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3845.800 m Cota aguas abajo del ríor= 0.000 m Altura en la que se debe profundizar el colchón o Poza

3845.800 m Cota de la Poza de disipación#NAME? m Tirante al pie del barraje, conjugado menor#NAME? m/s Velocidad al pie del barraje#NAME? Número de Froude

#NAME? m Tirante conjugado mayor

#NAME?

El resalto es barrido y la longitud del resalto es igual a la longitud del colchón o cuenco amortiguador.

Longitud del colchón disipador:

Según Schoklitsch:

#NAME? m

Según Safranez:

#NAME? m

Según U.S. Bureau Of Reclamation:

#NAME? m

Según Silvester:

#NAME? m

Valor Promedio:

#NAME? m Valor usado en el diseño

5.- Control de la filtración - Método de Lane

Cn=

C1=d1=V1=F1=

d2=

Ld=

Ld=

Ld=

Ld=

Ld=

1

2

3

4

))(65( 12 ddLd

2.4 dLd

11..6 FdLd

g

dV 12

1211

2

2

4

d +

2

d- = d

01.111 )1(75.9 FdLd

C227
Tantear hasta coseguir un resalto ahogado
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Longitudes:

Lv= #NAME? m Longitud de contactos verticales o que hacen un ángulo mayor de 45º con la horizontal.

#NAME? m Longitud de contactos horizontales o que hacen un ángulo menor de 45º con la horizontal.

#NAME? m longitud total de la fundación de recorrido del agua

C= 4.000 Coeficiente de Lane que depende del terreno, Ver Tabla 01Z= #NAME? m Diferencia de carga hidrostática entre la cresta del barraje y

uña terminal de la poza de disipación.Lw= #NAME? m Longitud del camino de percolación

#NAME?

Tabla 01 Valores del coeficiente C para los métodos de Bligh y Lane

Lecho del Cauce Tamaño de grano C C(en mm) (Bligh) (Lane)

Arena fina y limo 0.005 á 0.01 18 8.5Arena fina 0.1 á 0.25 15 7.0Arena gruesa 0.5 á 1.0 12 6.0Gravas y arena 9 4.0Bolonería, gravas y arena 4 - 6 3.0Arcilla 6 - 7 1.6 - 3

6.- Longitud de Escollera (Le)

Le = Lt - LcDonde:

Db: altura comprendida entre la cota de la cresta y cota de salida aguas abajoq: Caudal por metro lineal de vertedero

LH=

LP=

VH

p LL

L 3

q*DbC67.0Lt

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Dr: altura comprendida entre la cota de la cresta y el nivel de aguas abajoC:Coeficiente de Bligh, Ver Tabla 01DrC60.0Lc

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DISEÑO FINAL DE CAPTACION: 0+245 KM

R1= #NAME?

R2= #NAME?

#NAME? Y= #NAME?

3846.650 #NAME? Hd= ###

###0.50

0.35 0.65#NAME?

a 34º

0.253846.000

#NAM

E? ### 3845.8 0.30 dn= ###

Z= 1.5 d2= ###

### R=

0.20 3845.800 0.00

### d1= #NAME?

0.30 ###

### 0.30 0.50

#NAME? ### ### 0.30 ###

CURVA DEL CIMACIO

X 0.000 #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?Y #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?

X1.85

XX

Nivel Máximo de aguaNivel Máximo de agua

Nivel Mínimo de aguaNivel Mínimo de agua

Proyección Muro de encauzamienton de Muro encauzamiento

Proyección Muro de encauzamienton de Muro encauzamiento

R2R2

R1R1

YYP.T.P.T.

ZZ11

Barraje

Zampeado

Ventana de captación

Escollera

t't'

tt

Solado

G20
Tambien puede ser: = 3.45*P