Bocatoma - DISEÑO RURAL

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DISEÑO RURAL INGENIERIA AGRICOLA 1 BOCATOMA 2015

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOCURSO: DISEÑO RURALINGENIERIA AGRICOLA 2016

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DISEÑO RURAL

INGENIERIA AGRICOLA

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BOCATOMA

2015

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INGENIERIA AGRICOLA2

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

ESCUELA ACADEMICO ACADÉMICO DE INGENERIA AGRICOLA

TEMA: BOCATOMA

ALUMNO:

CARRANZA CORDOVA GALINDO

CICLO: VIII

SECCIÓN: “A”

DOCENTE: ING. GONZALES CORREA, CRISTOBAL

TRUJILLO – PERU

2015

DISEÑO RURAL

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INGENIERIA AGRICOLA

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PRESENTACION

El presente documento titulado “diseño de una Bocatoma” ha sido elaborado

cuidadosamente por un alumno de Pre Grado de la Universidad Nacional de Trujillo.

El objetivo de la recopilación y elaboración del informe acerca del diseño de una

bocatoma, es brindar como soporte o ayuda para aquelloa alumnos interesados en

el tema. También permitirá realizar proyecciones y evaluar el comportamiento de

caudales utilizando las formulas muy conocidas de Gumbel, Pearson entre otras

empleadas en el informe.

Ponemos a disposición este documento, esperando que nuestro esfuerza se

cristalice en una gran cantidad de personas.

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ÍNDICE

PRESENTACION...................................................................................................................... 3

ÍNDICE .................................................................................................................................... 4

I. NOMBRE DEL PROYECTO:.............................................................................................. 6

II. INTRODUCCION: ............................................................................................................ 6

2.1. DESARROLLO HISTORICO DE LAS BOCATOMAS EN EL PERU.................................. 6

III. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS...................................................................................... 7

3.1. BOCATOMA............................................................................................................. 7

IV. REQUERIMIENTOS MINIMOS ........................................................................................ 8

4.1. CONDICIONES DE DISEÑO..................................................................................... 8

4.2. ELEMENTOS FUNDAMENTALES A SER TOMADOS EN CUENTA PREVIO ALDISEÑO DE BOCATOMAS ................................................................................................. 9

4.2.1. UBICACIÓN:....................................................................................... 9

4.2.2. TOPOGRAFIA: ................................................................................... 9

4.2.3. CONDICIONES GEOLOGICAS Y GEOTECNICAS: ........................ 10

4.2.4. INFORMACION HIDROLOGICA ...................................................... 10

4.2.5. CONDICIONES ECOLOGICAS:....................................................... 11

4.2.6. OTROS:............................................................................................ 11

V. ANALISIS Y TRATAMIENTO DE DATOS DE DESCARGA ................................................. 12

5.1. METODOLOGIA DE CÁLCULO................................................................................ 13

5.1.1. CUENCAS CON REGISTROS: ........................................................ 13

5.1.2. ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS ............................................... 13

5.1.3. CAUDAL MEDIO .............................................................................. 16

5.1.4. CAUDAL MEDIO: ............................................................................. 17

5.1.5. CURVA DE DISTRIBUCION DE PROBABILIDADES: ..................... 17

VI. DISEÑO HIDRAULICO ................................................................................................... 18

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6.1. TIPOS DE BOCATOMAS ......................................................................................... 19

6.1.1. Toma directa..................................................................................... 19

6.1.2. Toma Mixta o Convencional ............................................................. 19

6.1.3. Toma Móvil ....................................................................................... 19

6.1.4. Toma Tirolesa o Caucasiana............................................................ 20

6.2. CONDICION DEL LECHO DE LA PRESA DE DERIVACION ........................................ 20

6.3. DETERMINACION DEL TIPO DE CIMENTACION DEL BARRAJE VERTEDERO .......... 21

6.4. SOLADO O COLCHÓN DISIPADOR ......................................................................... 22

6.4.1. Longitud del Solado o Colchón Disipador......................................... 22

6.5. ENROCADO DE PROTECCION O ESCOLLERA ......................................................... 22

VII. FACTORES QUE INTERVIENEN EN UNA BOCATOMA ................................................ 23

VIII. GRAFICACION ........................................................................................................... 23

8.1. ANEXOS DE LA GRAFICACION ............................................................................... 24

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I. NOMBRE DEL PROYECTO:

II. INTRODUCCION:

2.1. DESARROLLO HISTORICO DE LAS BOCATOMAS EN ELPERU

Es ampliamente conocida la vocación hidráulica del poblador peruano a través

del tiempo; muchas obras de irrigación a lo largo de todo el territorio atestiguan la

calidad y funcionalidad de dichas obras, entre ellas tenemos: El Canal de

Achirana en lca, El Canal Huaca La Cruz en Lambayeque, El sistema de regadío

en Nazca e lca, El abastecimiento de agua a la ciudad del Cuzco y Machu Picchu.

Así podríamos ampliar la lista anterior citando numerosos ejemplos de

obras hidráulicas; pero conviene hacer notar que en las épocas pre-inca e inca son

donde se construyen estas obras, entrando a un oscurantismo en la época colonial

y en los inicios de la época republicana.

Pero desgraciadamente nunca ha existido una política de continuidad

para la construcción de obras hidráulicas proyectadas, sino que estas han

continuado de estudio en estudio buscando la rentabilidad de los proyectos,

situación no imposible de lograr, pero sí bastante difícil de conseguir en nuestro

país por las razones ya conocidas (dificultades topográficas, precios bajos de los

productos agrícolas, etc.)

Por estas razones, y debido a la falta de una política agraria de parte de nuestros

gobernantes es que, si se desarrollan proyectos, estos han sido ejecutados muy

espaciadamente. Dentro de este contexto se han desarrollado los proyectos de

riego o mejoramiento de tierras, y en los cuales una de las principales partes del

proyecto ha sido la captación del agua desde la fuente del suministro.

“DISEÑO DE BOCATOMAS EN LA LIBERTAD - PERU"

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III. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

3.1. BOCATOMA

Las obras de toma o bocatomas son las estructuras hidráulicas construidas

sobre un río o canal con el objeto de captar, es decir extraer, una parte o la

totalidad del caudal de la corriente principal. Las bocatomas suelen

caracterizarse principalmente por el Caudal de Captación, el que se define

como el gasto máximo que una obra de toma puede admitir. Así por ejemplo, el

caudal de captación de la bocatoma Los Ejidos, sobre el río Piura, Proyecto

Chira-Piura, es de 60 m3/s.

Es necesario tener presente que la bocatoma es una estructura muy

importante para el éxito de un proyecto. Si por una razón u otra se produce

una falla importante en la obra de toma, esto significaría la posibilidad

del fracaso de todo el Proyecto de Aprovechamiento Hidráulico. En

consecuencia, tanto el diseño como la construcción, la operación y el

mantenimiento de una obra de toma deben ofrecer el máximo de seguridad.

a. Empleo del acero y el concreto

Esta etapa se caracteriza con el empleo del concreto y el acero en la

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

construcción, haciendo posible la edificación de vertederos rígidos con

mayor resistencia. Sin embargo, esto genera problemas de roturas en los

diques laterales, debido al impacto directo de las aguas hacia ellos, tal como se

indica en la fig.2 . Para prevenir este problema se recomienda construir el

vertedero en el ángulo recto con respecto a la dirección del flujo, siendo la mayor

parte del cauce del río cubierto por el vertedero o barraje. (fig.3)

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b. Empleo de maquinaria pesada

El empleo de potentes maquinarias para la construcción civil (retroexcavadoras,

bulldozers, etc.) y el empleo de nuevas técnicas en ingeniería civil y en la

comunicación, los que han permitido la construcción de cimentaciones que

pueden alojar compuertas de grandes luces que son accionadas por equipos

con sistemas eléctricos o hidráulicos, recomendándose siempre la necesidad

de contar con un equipo auxiliar independiente para casos de emergencia.

Actualmente existen grandes luces de vertederos móviles que son controlados

con censores a control remoto que permiten un manejo más apropiado del

caudal del río que discurre a través de la bocatoma. (fig. 4)

IV. REQUERIMIENTOS MINIMOS

4.1. CONDICIONES DE DISEÑO

Son varias las condiciones generales de diseño que debe cumplir una

bocatoma, cualquiera que sea su tipo o características. Entre las principales

están las siguientes:

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a. Asegurar la derivación permanente del caudal de diseño y de los

caudales menores que sean requeridos. En algún caso se admite

una interrupción temporal del servicio.

b. Proveer un sistema para dejar pasar la Avenida de Diseño, que

tiene gran cantidad de sólidos y material flotante. En zonas sujetas al

Fenómeno de El Niño es mejor utilizar un Hidrograma de Diseño.

c. Captar el mínimo de sólidos y disponer de medios apropiados para su

evacuación. Muchas veces esta es la clave del diseño eficiente.

d. Estar ubicada en un lugar que presente condiciones favorables desde

el punto de vista estructural y constructivo.

e. Conservar aguas abajo suficiente capacidad de transporte

para evitar sedimentación.

f. Tener un costo razonable.

4.2. ELEMENTOS FUNDAMENTALES A SER TOMADOS ENCUENTA PREVIO AL DISEÑO DE BOCATOMAS

Antes de iniciar el diseño de una bocatoma, se debe examinar los siguientes

aspectos:

4.2.1. UBICACIÓN:

Es de suma importancia la ubicación de la bocatoma en el cauce del rio, para lo

que se recomienda que el sitio elegido reúna por lo menos las siguientes

condiciones:

La dirección o ruta del flujo del agua, debe ser lo más estabilizada o definida.

La captación del agua a ser derivada debe ser posible aun en tiempo de

estiaje.

La entrada de sedimentos hacia el caudal de derivación debe ser limitado en

lo máximo posible.

4.2.2. TOPOGRAFIA:

Definida la posible ubicación, se realizaran los siguientes trabajos topográficos:

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a) Levantamiento en planta del cauce del río, entre 500m. a 1000m; tanto

aguas arriba como aguas abajo del eje del barraje, la escala recomendada

es 1:2000.

b) Levantamiento localizado de la zona de ubicación de la bocatoma,

se recomienda un área de 100m. x 100m como mínimo, la escala no debe

ser menor de 1:500.

c) Perfil longitudinal del río, por lo menos 1000m, tanto aguas arriba como

aguas abajo del eje del barraje; la escala recomendada es H = 1:2000 Y V

= 1:200.

d) Secciones transversales del cauce del río a cada 50m. en un

tramo comprendido 1000m aguas arriba y 500m aguas abajo del eje del

barraje; la escala variara entre 1:100 y 1:200.

4.2.3. CONDICIONES GEOLOGICAS Y GEOTECNICAS:

Es importante conocer las condiciones geomorfológicas, geológicas y

geotécnicas, ya que su conocimiento permitirá dimensionar en mayor seguridad la

estructura; por lo que se recomienda la obtención de los siguientes datos como

resultado de los estudios geológicos – geotécnicos:

a. Curva de graduación del material conformarte del lecho del río

b. Sección transversal que muestre la geología de la zona de ubicación

de la bocatoma.

c. Coeficiente de permeabilidad.

d. Capacidad portante

e. Resultados sobre ensayos de hincado de pilotes ó tabla, estacas

f. Cantidad de sedimento que transporta el río.

4.2.4. INFORMACION HIDROLOGICA

Es de suma importancia conocer el comportamiento hidrológico del río, ya que esto

permitirá garantizar el caudal a derivar y así como definir el dimensionamiento de los

elementos conformantes de la bocatoma. Entre los datos a obtener son:

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a. Caudal del diseño para una avenida máxima.

b. Caudales medios y mínimos.

c. Curva de caudal versus tirante en la zona del barraje.

Es lógico suponer que, para el proyecto de riego de la zona que va a servir la

bocatoma, se ha ejecutado un estudio hidrológico detallado de las posibles fuentes

de agua, por lo que se da por descontado que existe un estudio hidrológico

sumamente detallado, y que para nuestro caso, sólo se usaran los datos

anteriormente recomendados.

4.2.5. CONDICIONES ECOLOGICAS:

Siempre toda construcción en un río causa alteración del equilibrio ecológico de la

zona, sobre todo en lo relacionado con la fauna. Es por esta razón que, se debe

tratar de no alterar dicho equilibrio mediante la construcción de estructuras que

compensen este desequilibrio causado por la bocatoma; aunque debemos

reconocer que, en nuestro país estas estructuras son de costo elevado y que

siempre se tratan de obviar por limitaciones presupuéstales; como por ejemplo la

escalera de peces y camarones.

4.2.6. OTROS:

En este grupo se puede incluir las limitaciones u obligaciones que se deben tener en

cuenta para la construcción de la bocatoma; estas son de orden legal, ya que,

mediante la bocatoma por efecto del remanso que se forma, podrían inundarse

terrenos aledaños o construcciones anteriores (puentes, caminos, etc.).

Asimismo en algunos casos será necesario pedir autorización del Instituto Nacional

de Cultura por la existencia de restos arqueológicos. Por este motivo, todo diseño

se deberá ser previamente coordinado con todos los demás entes estatales y

particulares que estén relacionados de alguna manera con el río donde se va a

construir la bocatoma, con el fin de evitar duplicidad o generación de problemas

en proyectos similares por la construcción de una estructura en el mismo cauce.

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También a modo de mención podemos nombrar otros que también son

fundamentales al momento de hacer el diseño de una bocatoma:

a) Estudio de la Demanda

b) Meteorología

c) Transporte de Sedimentos

d) Hidráulica Fluvial

e) Geodinámica

f) Sismicidad

g) Materiales de Construcción

h) Diseño Hidráulico

i) Diseño Estructural

j) Diseño Electromecánico

k) Procedimientos de Construcción

l) Modelos Hidráulicos

m) Costos y Presupuestos

n) Análisis Económico y Financiero

o) Estudio de Impacto Ambiental

V. ANALISIS Y TRATAMIENTO DE DATOS DE DESCARGA

El diseño de estructuras hidráulicas está íntimamente ligado al conocimiento

de las descargas de un río; en el caso de bocatomas importa de manera especial

la descarga máxima, el valor medio y los valores mínimos; así como la ley de

probabilidad de ocurrencia de los mismos.

Dependiendo de la magnitud de la obra a diseñar puede ser también necesario

conocer algunos elementos complementarios que permitan adecuar la

operación de las estructuras al comportamiento del cauce.

El problema que comúnmente enfrentamos en el país es la falta de un registro

histórico extenso y consistente que permita implementar las metodologías

comúnmente conocidas en el tratamiento de la información, por lo que es

importante considerar aquellas metodologías que permitan inferir valores de diseño

bajo estas circunstancias. Conviene señalar que existen diversas

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metodologías para el tratamiento de la información, las cuales no podrán

ser tratadas en el desarrollo del curso por la orientación y naturaleza del

mismo.

5.1. METODOLOGIA DE CÁLCULO

5.1.1. CUENCAS CON REGISTROS:

En este caso podemos observar la posibilidad de que se disponga de registros

suficientes en la sección de interés para el diseño, o que la misma se halle a cierta

distancia aguas arriba o abajo de la sección de control y por lo tanto muestre

diferencias en cuanto a valores de descargas con relación a las disponibles.

Como consecuencia de esta diferencia entre secciones existirá diferencias de

valores debidos al aporte diferencial, pérdidas o usos de terceros.

5.1.2. ANALISIS DE MAXIMAS AVENIDAS

Si disponemos de suficiente información, esto es una serie de registros de 15 años

a más y disponemos de un valor por cada año, el procedimiento de cálculo es el

convencional, esto es, el uso de una serie anual. Si no contamos con esta

información pero si de valores lo suficientemente altos en más de uno por año

podemos enfrentar el análisis mediante una serie parcial con la condición

básica de que los valores sean independientes, esto es, no correspondan a

un mismo evento meteorológico.

Otro aspecto a considerar es el hecho de que en las cuencas típicas de los andes,

la pendiente, cobertura vegetal, longitud de cauce y morfología, hacen posible

una diferencia significativa entre el caudal medio diario y el caudal máximo

instantáneo: par lo que muchos casos es conveniente y necesario realizar una

corriente que permita ajustar el diseño a las condiciones más severas.

La serie anual a parcial se ajusta luego a cualquiera de las funciones teóricas de

probabilidad más conocida entre ellas:

- Gumbel

- Log-Pearson III

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- Log-Normal II y III

5.1.2.1. Distribución Gumbel

Se define a partir de las ecuaciones:

Donde:

P [Q _ Qo]: Probabilidad de ocurrencia de una avenida Q menor 0 igual que Qo.

T: Período de retorno del evento

F: Frecuencia de ocurrencia del evento.

Qm: Media de la serie de avenidas

Qi: Avenida del año

Ó: Desviación estándar

e: Base de logaritmo neperiano.

El procedimiento de ajuste a la ley de Gumbel de una serie de avenidas

observadas Qi se puede resumir en:

a. Seleccionar de cada serie anual disponible de caudales medios

diarios o instantáneos un valor máximo y formar de esta manera la serie

Qi de avenidas de extensión N.

b. Calcular las estadísticas correspondientes: Media, Desviación

estándar, coeficiente de asimetría.

Qm = Qi / N

ó = [ (Qi- Qm)2 / (N - 1)]1/2

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c. Ordenar de mayor a menor asignando las correspondientes

frecuencias según el criterio Weibull:

F = rn/(N+1)

Donde:

m: número de orden, siendo m = 1 para la mayor avenida de la serie

Qi y m = N correspondiente a la menor avenida.

N: número total de datos en la avenida.

F: P[Q Qo]

d. Hallar la función teórica de Gumbell según las expresiones teóricas

dadas por las dos primeras formulas, previa corrección por la longitud

de registro. Calcular para valores de T y graficar la línea teórica

en el papel de distribución. Extrema (GUMBELL).

e. En el papel Gumbell y sobre la recta de la distribución dibujada

hallar los Qmax correspondientes a distintos periodos de retorno de

interés.

Esto también se puede hacer directamente con la fórmula:

QT = Qm - o.{O.45 + O.7797 Ln LnT - Ln (T-1)

Donde:

QT : avenida correspondiente a periodo de retorno T.

5.1.2.2. Distribución LOG-PEARSON Ill

Se define a partir de La ecuación:

Log QT = Log Q + K. ó LogQ (2.8)

En donde:

QT : Máxima avenida correspondiente al periodo de retorno T. Log Q: Promedio

de los logaritmos de la serie Qi, siendo:

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Log Q = Log Qi /N

ÓLogQ : Desviación estándar de los logaritmos de la serie Qi, cuya fórmula es:

ÓLogQ = (Log Qi - Log Q )2 / (N-1) ]1/2

K: factor de frecuencia correspondiente a un T dato. Este factor se obtiene de Ia

tabla 1 mediante el coeficiente de sesgo

(Cs). Tener en cuenta K = f1 (P,Cs) ó K = f2 (T,Cs).

El coeficiente de sesgo se calcula mediante la fórmula:

CS logO = {N x ( Log Qi – Log Q )3}/ { (N-1) . (N-2) . ó3LogQ

El coeficiente de sesgo Cs utilizado es el corregido de acuerdo a la longitud del

registro según:

Csc = Cs. (1 +(6 /N) )

5.1.3. CAUDAL MEDIO5.1.3.1. Curva de Duración:

Una forma muy usual de representar la distribución de valores de caudales es

mediante la curva duración. Esta curva muestra el porcentaje de tiempo que

un especificado caudal fue igualado o excedido durante el periodo de análisis o

registro. Si el periodo es largo la curva se aproxima a la distribución de

probabilidades de la variable. Estadísticamente la curva de duración no es más que

una curva de frecuencia acumulada de una serie de tiempo continua, mostrando

la duración relativa de varias magnitudes. Es importante mencionar que la

pendiente de esta curva depende grandemente del periodo de observación

analizado.

5.1.3.2. Elaboración de una Curva de Duración:a. Ordenar los caudales medios (anuales, mensuales o diarios en forma

decreciente, tal que m = 1 correspondiente al máximo valor y m = N el

valor mínimo)

b. Contar el número de veces que una magnitud de caudal dada es

igualada o excedido.

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c. Calcular el porcentaje de tiempo correspondiente, mediante: P = (m/n) x

100

d. Plotear en papel semi-log: caudal vs P (Q, Q0 )

5.1.4. CAUDAL MEDIO:5.1.4.1. Curva de Frecuencias Empíricas:

El procedimiento para elaborar una curva de probabilidades empírica es el

siguiente:

a. Seleccionar los valores de Q tomando el mínimo valor de la

serie caudal mínimo anual.

b. Ordenar los valores Q en forma decreciente.

c. Calcular la probabilidad mediante la fórmula:

Pm = m / (N +1)

Donde:

m: orden

N: número total de años

Pm: P (Q, Q0 )

d. Calcular el periodo de retorno Tm mediante la siguiente fórmula:

Tm = 1 / (1+Pm)

5.1.5. CURVA DE DISTRIBUCION DE PROBABILIDADES:

Para caudales mínimos se pueden usar funciones teóricas como Gumbel, Log

Normal 2, Log Normal 3, Gamma 2, entre otras. Por ser una de las más empleadas,

seguidamente se describe la distribución de Gumbel para mínimos.

Sea la ecuación: Y = E + (O - E).ewL

En donde:

E: valor de la sequía mínima

0: valor de la sequía característica (valor de Q cuando w = 0).

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Y: probabilidad de que un caudal mínimo sea igualado o excedido, calculada por la

siguiente formula:

Y = P[Q Q0] = m / (N-1)

Y está relacionado con el periodo de retorno T mediante la fórmula

T = 1/(1 - ( m / (N+1) ) )

VI. DISEÑO HIDRAULICOEs conveniente, antes de comenzar a detallar los criterios más difundidos sobre

diseño de bocatomas, precisar sobre la necesidad, tipos y partes que componen la

bocatoma.

Es común que los terrenos potencialmente a ser irrigados en un valle, se

encuentran a considerable distancia del cauce del río de donde se pretende

obtener el agua, o en algunos casos se trate de terrenos de cota relativamente

alta con respecto al nivel del agua en el río. En consecuencia es necesario

remontar el río con la finalidad de encontrar un lugar apropiado

topográficamente que permita el riego de dichos terrenos, situación no siempre

fácil de encontrar, ya que podría ser que topográficamente sea factible, pero

que geológicamente o de facilidad constructiva no sea lo apropiado; por lo que a

veces es necesario formar la carga hidráulica mediante la construcción de una

presa de derivación que permita elevar el nivel de Ia superficie del agua en el río

a fin de que sea posible captar parte del caudal del río en forma oportuna y

eficiente. (Ver figura 6)

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6.1. TIPOS DE BOCATOMAS

En lo referente a los tipos de bocatomas, podemos clasificar en 4, a saber:

6.1.1. Toma directa

Se trata de una toma que capta directamente mediante un canal lateral, que

por lo general es un brazo fijo del río que permite discurrir un caudal mayor que el

que se va a captar. Su mayor ventaja es que no se necesita construir un barraje o

azud que por lo general constituye una de las partes de mayor costo.

Sin embargo; tiene desventaja de ser obstruida fácilmente en época de crecidas,

además permite el ingreso de sedimentos hacia el canal de derivación.

6.1.2. Toma Mixta o Convencional

Se trata de una toma que realiza la captación mediante el cierre del río con

una estructura llamada azud o presa de derivación, el cual puede ser fija o

móvil dependiendo del tipo del material usado. Será fija cuando se utiliza un

elemento rígido, por lo general concreto, y será móvil cuando se utilizan compuertas

de acero o madera. La captación en ese tipo de bocatomas se realiza por medio de

una ventana que puede funcionar como orificio o vertedero dependiendo del tirante

en el río.

6.1.3. Toma Móvil

Se llama así aquella toma que para crear la carga hidráulica se vale de un barraje

móvil. Son tomas que por la variación de niveles en forma muy marcada entre

la época de estiaje y avenida, necesitan disponer de un barraje relativamente

bajo, pero que para poder captar el caudal deseado necesitan de compuertas

que le den la cota a nivel de agua adecuado.

A los barrajes con compuertas que permiten el paso del caudal de avenida a

través de ellos se les conoce como barraje móvil. Su principal ventaja es que

permite el paso de los materiales de arrastre por encima de la cresta del barraje

vertedero o azud.

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6.1.4. Toma Tirolesa o Caucasiana

Son tomas cuyas estructuras de captación se encuentran dentro de la sección

del azud, en un espacio dejado en él, protegido por una rejilla que impide el ingreso

de materiales gruesos. Estas tomas no son recomendables en ríos donde el arrastre

de sedimentos es intenso, y que podrían causar rápida obstrucción de las rejillas.

Conviene comentar que la gran mayoría de ríos del Perú son muy jóvenes y

arrastran gran cantidad de sedimentos en épocas de crecidas, por lo que la

construcción de esta toma debe ser donde las condiciones lo favorezcan.

Para concluir, el tipo de bocatoma más recomendable para realizar la captación de

un caudal determinado previamente, depende de la altura del vertedero, de las

condiciones de la cimentación, del flujo en el rio, remanso aguas arriba, de la

disponibilidad de los materiales de construcción y del monto del dinero asignado

para la ejecución de la obra.

6.2. CONDICION DEL LECHO DE LA PRESA DE DERIVACION

Es muy importante investigar el sub-suelo donde se apoyará la presa, ya que el

conocimiento de éste permitirá fijar el tipo de estructura y sus condiciones

apropiadas en el diseño.

La investigación del sub-suelo debe estar orientada a satisfacer las necesidades de

determinación de la capacidad admisible de carga y de evaluación de la erodibilidad

del lecho.

Complementariamente, es importante mencionar otros aspectos geológicos-

geotécnicos a tener en cuenta al proyectar obras hidráulicas: su ubicación en

zonas con riesgos de falla por fenómenos de geodinámica externa y los criterios

de exploración y explotación de canteras que proveerán los materiales

(agregados, rellenos, afirmados, etc.), necesarios para la ejecución de las obras.

La investigación del sub-suelo hecha por métodos directos o indirectos.

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Los siguientes son los métodos directos usados con fines de exploración del sub-

suelo:

a. Perforación

b. Calicatas

c. Sondeos

- Ensayo de penetración Estándar (SPT)

- Ensayo con el Penetrometro dinámico Ligero (PDL)

- Ensayo de Carga

e. Ensayos de Bombeo

f. Ensayos sobre pilotes

g. Movimiento del Lecho del rio durante la época de Avenidas

6.3. DETERMINACION DEL TIPO DE CIMENTACION DEL BARRAJEVERTEDERO

Existen básicamente dos tipos de cimentación de barraje vertedero; los del tipo

flotante o sean aquellas que están apoyadas directamente sobre el material

conformarte del lecho del río (arena y grava); o aquellas que se apoyan sobre

material rocoso, a los cuales se les conoce como el tipo fijo. (Ver figuras 7-a y 7-

b).

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6.4. SOLADO O COLCHÓN DISIPADOR

6.4.1. Longitud del Solado o Colchón Disipador

Debido a la colocación del barraje vertedero en el cauce del río se genera un

incremento de energía potencial que, al momento de verter el agua por encima del

barraje se transforma en energía cinética que causa erosión y por lo erosivo se

construyen estructuras de disipación, conocidas como: solados (apron), colchón

disipador (stilling basin), etc., que buscan o tienen por objetivo formar un salto

hidráulico que logra disipar la energía cinética ganada por el barraje vertedero.

A continuación se describe el cálculo de la disipación de energía basada en la

longitud del colchón disipador y de los tirantes conjugados (d1 y d2) necesarios

para la formación apropiada del salto hidráulico.

a. Cálculo de d1 (tirante al pie del barraje vertedero):

De acuerdo a la figura:

6.5. ENROCADO DE PROTECCION O ESCOLLERA

Al final del colchón disipador es necesario colocar una escollera o enrocado (rip -

rap) con el fin de reducir el efecto erosivo y contrarrestar el arrastre del material fino

por acción de la filtración. (Ver figura).

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VII. FACTORES QUE INTERVIENEN EN UNA BOCATOMA

Los factores determinantes a considerar al momento del diseño de una bocatoma

son los siguientes:

VIII. GRAFICACION

En este archivo se anexara los planos demostrativos, a modo de referencia que se

utilizaría en un eventual trabajo de diseño de una bocatoma:

MATERIALES

CLIMA

AGUASUELO

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DISEÑO RURAL

INGENIERIA AGRICOLA

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8.1. ANEXOS DE LA GRAFICACION