Calculos de Sistema de Agua CAMBIAD

8/18/2019 Calculos de Sistema de Agua CAMBIAD

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1.- DETERMINACIÓN DEL PERÍODO DE DISEÑOEn la determinancion del tiempo para el cual se considera funcional el sistema,

serie de variables a ser evaluadas para lograr un proyecto economicamente vique el periodo de diseño denimos como como el tiempo en el cual el sistemaya sea por capacidad en la conduccion del gasto deseado o por la existencia dinstalaciones.Para determinar el periodo de diseño se a considerado facotres como durabililas instalaciones, factibilidad de la construccion y posibilidades de ampliaciontendencias de crecimiento de la poblacion y posibilidaddes de nanciamiento.

!omando en consideracion los factores señalados se a establecido para cadade diseño aconse"able.

#bras de captacion $ 0 &ños

'onduccion $ 10 &ños ()eservorio $ 0 &ños)edes* $ 10 &ños (

* !uberia principal 0 años y secundaria 10 años

Para todos los componentes, las normas generales para proyectos de abastecipotable en el medio rural el +inisterio de alud recomienda un periodo de 0 a

2.- DETERMINACIÓN DE LA POBLACIÓN FUTURAEn este caso para determinar la poblacion, se reali-o un etudio socioeconomicinuencia del proyecto considerando el crecimiento vegetativo que es funciondefunciones, inmigraciones, emigraciones y pobaciones otantes.El metodo mas utili-ado para el calculo de poblaciones futuras en las -onas rury con mas frecuencia el de crecimiento aritmetico. Este metodo se a considerconsideracion de que estas van a cambiar en la forma de una progresion aritmencuentra cerca del limite de saturacion.

)eempla-ando en la /rmula , tenemos$

onde$

Població Ac!"al#Poblacin 012 3 $%& 'ab.

Ta(a )* c+*ci,i*!o#r3 .00% /uente$ +inister

MEMORIA DE CALCULO

0416 71005=


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Poblacio F"!"+apoblacion futura 3 180 9ab.


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%.- DOTACION l!/ab)ia0'onsiderando los factores que determinan la variacion de la demanda de consdiferentes localidades rurales, se asignan las dotaciones en base al numero dediferentes regiones del pais.

/uente$ +inisterio d

/uente$ +inisterio d

/uente$ #rganismo

/uente$ /ondo Peru

:a !endencia a mediano pla-o es que las letrinas cambien a alcantarillado y lasinstalaciones dominciliarias, por tanto en lo posible, se recomienda diseñar insfuturo con dotacion de 100 lppdEn el caso de colegios, el caudal de diseño se a considerado un incremento dalumno y en el caso de industrias se a reali-ado un analisis especico.En los modulos de consumo, no se a considerado el riego a uertos o la dotacganado vacuno que consume aproximadamente


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.- ARIACIONES DE CONSUMO

1.% 4e acuerdo al /ondo Peru ( &lemania5

1.> ??.. i Poblacin /inal @ 10 000 9

.; ??.. i Poblacin /inal A 10 000 9

3.- CAUDAL DE DISEÑO

e la /rmula 4115$

Bm 3 180 9ab. * >0 lt79ab.7dCaBm 3 10


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intervinene una

ble. Es por ellosera 100% eciente

sica de las

ad o vida util desustitucion

aso el periodo

0 &ños

0 &ños

iento de aguaños

eriodo de diseño es de $ 2& A


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mo de agua en las abitantes y las

e alud

e alud

+undial de la alud

( &lemania

piletas aalaciones a

de ;0 litros por

ion de agua al

dulo si es que sedel proyectoas de acuerdo

=&.&& l!/ab)ia


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b.

b.

r cápita−


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DISEÑO DE CAPTACIONES

Qmáxd = 1.57 Lt/seg

Asumiremos los siguientes valores:

Tipo de manantial Nombre Caudal de aforo (lt/seg)

Manantial de Ladera EL PIPE !"#Qmaxd

1.- DISEÑO TÍPICO DE CAPTACIÓN DE MANATIAL DE LADERA SIN CA>A DE

MANANTIAL EL PIPE

1.1.- CAUDAL DE DISEÑO

!"#$ lt/seg!$%&m'd!## lt/seg

$!$$#* m+/seg

,e en-uentra -on material para -apas de filtro de .0 1 .!

$!$$ mm$!*2" mm

PROCEDIMIENTO

En el pro1e-to se esta -onsiderando una -apta-iones de ladera0 -apta-ion de una 3uebra4e-4o 3ue el li3uido elemento esta -on-entrado la -ual -onsta de una losa de -on-reto -o

afloramiento de modo 3ue se evita el -onta-to -on el medio ambiente eterior 1 asi evitam

5ato:

•

&m'd 6• &aforo 6• &aforo 6• &aforo 6

1.2.- DISEÑO DEL MATERIAL FILTRANTE

La determina-i7n de los di'metros para el suelo obtenido en -ada estrato son obtenidoGranulométrico"0 -omo resultado tenemos los 3ue se muestran a -ontinua-ion!

d" 6d8" 6


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FIL! I9tiliamos la -ondi-ion de bertram

; 2

5onde:d": 5iametro de la abertura del tami 3ue pasa el "<d8": 5iametro de la abertura del tami 3ue pasa el 8"<

6 *!"$ ; 2!$$

Para evitar el lavado del suelo erosionable y la colmatacin de los oricios d

6 *!"$ 6 *!"$ $!*2" 6

FIL! II

= "

6 >!$$ = "!$$

6 >!$$ 6 >!$$ !

FIL! III

= "

6 >!$$ = "!$$

6 >!$$ 6 >!$$ #!"

%Por Le1 de 5ar-1 para flu@os laminares tenemos:

• CLC9LB 5E LB, 5IMETB, 5E LB, E,TATB, 5EL DILTB

d" Diltro d" Diltrod8" ,uelo d" ,uelo

d" Diltro Id8" ,uelo

d" Diltro I d8" ,uelo

#e utili$ará como material de Filtro I% Arena Gruesa de &1.' ( ).' mm*

d" Diltro IId" Diltro I

d" Diltro IId" Diltro I

d" Diltro II d" Diltro I

#e utili$ará como material de Filtro II% Gra+a ,edia de &5 ( -' mm*

d" Diltro IIId" Diltro II

d" Diltro III

d" Diltro II

d" Diltro III d" Diltro II

#e utili$ará como material de Filtro III% Gra+a Gruesa de &-' ( 7' mm*

i A K Qaforo **=i

hh

i

h L 21

−=

∆=


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& : Caudal de afloramiento del manantial!

: Coefi-iente de permeabilidad (m/seg)!

A : rea de la se--i7n transversal del filtro!

i : Fradiente 4idr'uli-o!

40 4 : PGrdida de energHa sufrida por el flu@o en el desplaamiento L! L : Longitud total del filtro!

&ora en funcin de los diferentes coecientes de permeabilidad po

TIPB 5E ,9ELB 4cm7seg.5Dango aAr-illa a

,uelo Limoso aArena Dina a

Arena Fruesa aFrava media 1.00 a 100grava fina = $$

DILTB (-m/seg) alore

I 6 $!"$

II J $$ 6 $!$

III = $$ * 6 $$!$

Por raones pr'-ti-as de -onstru--i7n se -onsidera los siguientes espesores:

b 6 $!*$ m (Arena Fruesa)

b 6 $!*$ m (Frava Media)

b* 6 $!2$ m (Frava Fruesa)

L 6 !$$ m

&simismo consideraremos que el gradiente idrFulico es igual a la pendient(Asumiendo: 3ue este es igual al "


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Como la dire--i7n del flu@o es perpendi-ular a los estratos0 utiliamos la siguiente f

v : Permeabilidad total (

L : An-4o total (-m)!

b- : An-4o de -ada estra

- : Permeabilidad de -a

*$!$ *$!$ 2$!$v $$ $!"$ $ $$

v 6 !"##* -m/seg+ = '.'150 m/seg

A 6 *$!*m

I? 6 !#

$!*mII

C 6 !2$!2mIII

5 6

Profundidad 6 $!#" m (Asumido)

#!A I * !#% $!#" m

i 6$!$$## m+/seg

6 $!>"$.18G;mx0.00;m7seg

#!A II !# !2% $!#" m

i 6$!$$## m+/seg

6 $!$$$*$!"m$!m/seg

#!A III !2 % $!#" m

i 6$!$$## m+/seg

6 $!$$*"2!#"m m/seg

K CLC9LB 5E LA PEMEA?ILI5A5 PBME5IB

5onde:

• COE&9EB PAA CA5A E,TATB:(verifi-ar 3ue i 2 -')

A 6

Luego:

A 6

Luego:

A* 6

Luego:

∑= Kcbc

L Kv11

4 + +=

4 5

4 5

4 5


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Po+ lo !a!o o)*,o( a+,a+ "* o *;i(!* !"bicació *


14/56

* % $!#" m

1.5

$!$$## m+/seg6 $!$#8>

!"m $!$"8m

$!$"8 !" $!"$!$$*""" m+/seg

-.555 lt/seg

&aforo 6 !## ; &f 6 *!"""

Lo( *(*(o+*( )* lo( *(!+a!o( )*l l!+o (o ("ci*!*( a+a

O : Carga sobre

i $ 'arga para

Of : PGrdida de

:

g : !8 m/seg

• COE&9EB PAA TB5A LA E,TATIDICACIN

Ap 6

A3 =

Luego:ip 6

1.8.( 'H:'I:# E: '&I&: '&P&J E &!)&DE&) :& E!)&!K/K'&'KLM

&f 6&f 6

Q4 =

5onde:

1.


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!2($!"" m/seg)

6 $!$* m !8 m/seg

4f 6 *$< del espesor del filtro (e-o4f 6 $!*$ % L4f 6 $!*$ !$$ 6 $!*$ m

9 3 0.08m $!*$ m 6 $!*8$"#" ; $!2$

%9saremos las f7rmulas de orifi-ios para paredes delgadas!

'd $ 'oecien

'd $

D $ Delocidad

D $

A 6$!$$## m+/seg

$!>" $!>$m/seg

A 6 $!$$22 mA = '.)0 cm6

R 6 , es decir diFmetro menor

2*!2# mm = "!2$

5- : 5i'metro a

a 6 S ($!$"2 m) = '.'''5 m62

A/a 6$!$$22 m

6 8!#*$!$$$" m

8 1 99

a : olumen

&m'd : Caud&m'd :

a $ $$"#$ m+/ eg 8$ seg t Ti d

Luego:

4 6

,e re-omienda:

1.;.( 'H:'I:# E: H)E& Q MR+E)# E #)K/K'K#

5onde: B)mFx $ 'audal

& $ Hrea del

Luego:

Considerando orifi-ios de:

Luego:

5onde:

Norifi-ios 6

:;ori4icios =

1.2.( 'H:'I:# E: D#:I+EM &:+&'EM&#

5onde:

V ACd Q máx R **=

V Cd

Q A

Rmáx

×

=

2

4 C Da

π

=

tr QV máxd a =


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a 6 $!8* m+ tr :


18/56

Luego optamos por las siguientes dimensiones de la -a@a de -apta-i7n:

O 6 $!"$ m a 6 $!8$ m b 6

$!*$ m+ =

O 6 $!"$ m

a 6 $!8$ m

%,er' tratada -omo un orifi-io 1 se -al-ula -on la siguiente f7rmula:

&m'd : Caudal

&m'd :

'd $ 'oecien

Cd :

$!$$## m+/seg 6 $!>" !# 6 $!$$$82 m g : gravedad (

O : Carga sobr

O :

O :

$ S de salid

5 6 $!$**# m5 6 *!*#2 -m5 6 !** UU T > = - 99 5iametro asumido

&s : Caudal de

TBTAL 6 O a b 6

1.G.( 'H:'I:# E: KH+E!)# E &:K& E :& !IOE)U& E '#MI''KLM

5onde:

eemplaando:

ACBN5 ACBN5 : V7<

ACBN5

Luego:

1.>.( 'H:'I:# E :& !IOE)U& E E&NWE # :K+PKEJ& Q )EO#E

Esta tuberHa ?@,L >BL F@:?IC:% 1a 3ue sirve -omo rebose 1 al sa-arla -o

5onde:

gH x A xC Q CODd máxd 2=

π

COD A D4

=

Va+=


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a : olumen al

t : Tiempo de

t :

&ADBA5B :

t


20/56

&s 6$!8* m+

$!$$## m+/seg$ seg

Qs = '.''1 mD/seg

C : Coefi-iente

C :

O :

A 6 $!$$2 m+ 6 $!$$2*$!8 ( !8m/seg $!"$m) /

5 62 $!$$2* m

6 $!$2* mV

5 6 2!8 -m

5 6 !> UU T > = ) 99

eemplaando:

Para -al-ular el di'metro de esta tuberHa la analiaremos -omo orifi-io de paredepresado por:

5onde:

A : V7<

1.X.( !IOE)U& E DEM!K:&'KLM

,e 4ar' uso de un tubo de PC de 8 )"0 sobresaliendo "$ -m 1 en -u1o etremoventila-i7n!

gH AC Q " 2..=

2/1)*2( H g C

Q A

" =

π

A D

4=


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Caudal Total (lt/seg)

!"#1.57

?LULAS0

a denominada El Pipe Aman-4alo- por eln 3ue -ubre toda el area de etension del

os la -ontamina-ion!

en el laboratorio mediante un Análisis


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= "

e captacin.

! mm

(Condi-i7n de ?ertram)

#!" mm

(Condi-i7n de ?ertram)

2*!2# mm


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remos seguir con el diseño.

es-ogidos

-m/seg

-m/seg

-m/seg

e del terreno


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rmula para 4allar la permeabilidad total!

-m/seg)!

o (-m)!

a estrato (-m/seg)!

6 $!>*2 -m/seg

v : m/seg

6 !*#"

2** ; $!* E

6 !"

>"2 ; $!* E

6 !#"

$8 ; $!* E

5onde:

A : m

& : m* /seg

5

K A

Qi

aforo

*=


25/56

i6 *(!+a!o.


26/56

8* ; $!* E

v : m/seg

Ap : m

i : "<

E

l!+a+ *l ca")al ,:;i,o ao+a)o.

el orifi-io!

producir la velocidad del pasa"e.

-arga disponible!

$!"" (e-omendado)

5onde:

pasa@e en los orifi-ios : Q !!$!"$ J $!>$imo!


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28/56

enda-i7n)

m E

e de descarga 40.20 ( 0.>5

0.2;

de pasa"e 40.;0 ( 0.20 m7seg5

0.20 (e-omendado)

al del material del ltro KKK$

m

sumido!

alma-enado!

l m'imo diario!!"#$ lt/seg

t i7 (* " i t )

mFximo aforado

ricio 4m5


29/56

* min

8$ seg


30/56

$!8$ m

$!8* m+ E

b 6 $!8$ m

m'imo diario!

!## lt/seg

te de descarga 40.20 ( 0.>5

$!>"

!8m/seg)!

e la tuberHa!

a $!8* m+6 $!22 m

a % b $!8 $!8

$!2" m

a de la tuberCa de conduccin.

alida!

mo tuberHa de limpiea!


31/56

ma-enado! 6 $!8* m+

salida!

$ seg

!## lt/seg


32/56

de gasto

$!8

$!"$ m 4el Dol. &lmacenado.5

m

gruesa (bo3uilla)0 donde el -audal viene

se -olo-ar' un sombrero de


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I.- PRESENTACIÓN DE RESULTADOS

CAVA 5E CAPTACIN PAA MANANTIAL 5E LA5EA

O $!"$ ma $!8$ m

b $!8$ m*!$UU

!$UU!$UU

Ø 5e salida de TuberHa de Condu--i7n

Ø 5e TuberHa de Limpiea 1 ebose

Ø 5e TuberHa de entila-i7n


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L:A > ?:>@??IC:

!A, ?AA?I: ( !#! m/seg

5e la e-ua-i7n de Continuidad: &: &m'd:

" m/seg

$!> m/se

2 $!$$"># m+/seg 2 $!

V " m/seg V

$!$$$ m $!$#8 m'.7 99 -.1 99

ango: $!# UU ; * UU ; *!2 UU

Los di'metros de diseWo en la tuberHa de -ondu--i7n ser'n de:


36/56

'uadro MY 015i'metros

, , ( *!$ UU $!$$ $!


37/56

"># m+/seg

$!$$"># m+/seg

$"># m+/seg

$!> m/seg

* UU

COEC

B!

,f: Fradiente Oidr'uli-o!

&: $!$$"># m+/seg

C: Coef! ugosidad PC!

C: 2$

5: 5iam de la tuberHa (m)!


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AL,A?:A,I:

! L/s

Consumo 5iario 6 $2!> m+/dHa

).( ?KL?@L > LA ?AA?I>A> > !#!8 m8

Població "!"+a# 180 abitantes

ado que es menor a 10 000 abitantes no es recomendable generar dico volu

J Es un valor -omprendido entre " J $< del volumen total

$< t

)-.15 mD

,e repartira el volumen en reservorios:

El segundo reservorio con una capacidad de < m8 abastecera a los sectores $ :u

1. ?:#I>!A?I:# > >I#

&diseWo 6 &m&diseWo 6

!! olumen de e3uilibrio (E0El volumen de equilibrio o regulacin se debe considerar entre el 1;% y el 80% dsistema es por gravedad, de ser por bombeo se consideran los limites del 1;% alduracin de los periodos de bombeo, asi como los orarios en los que se alla pre

E M%0

! BL9MEN CBNTA INCEN5IB, -i

!* BL9MEN 5E E,EA (r)

r 6

!2 BL9MEN TBTAL (T)

T 6 E CI rT 6 E CI $< TT 6 (E CI) / $!


40/56

gula-ion ($!"J$!*$)diario-ion (minimo dia)

en

mapamba y El trompo

l consumo medio diario si el;%, de acuerdo al nZmero yvisto dico bombeo

0 El Capuli0 Alto A1ambla0 El


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L:A > >I#!IB@?I

?AL?@L > GA## !?A@>AL > >I#

&m4 6 !#$ lt/seg

&unit 6 $!$$***** lt/seg

&viv 6 $!$>>>># lt/seg

>#?!I?I: AL

A:# >L !#! $

L,:L:GI@>

?A@>AL >L !A,:>I:

>IA,! ?AL?.

&m* &3ulgadas*

!A,AL :M 1 #?! L A::

)EE)D#)K# >1.00 ')P, !KP# G ( >0.00 0.0P01 >00.00 0.0101 0.0;10 $!" $!OEME/(01 >00.00 0.00; 0.01G0 #>! $!*P01

P0 1G1.00 0.0108 0.08>>!>2 $!$8

OEME/(0 1 0.00X8 0.2XG0 >*$!## $!>OEME/(02 1>$*!>$ $!$P08 12;.00 0.00G0 0.08!* $!*2OEME/(0< 1>1 0.1G00 >2#! $!$P0< 12G.X< 0.0>2 0.02>0 ###2!2" $!#P0; 12.00 0.00 121.00 0.011; 0.01G0 ">>>!8 $!$#P02P0G 1G2.00 0.010 0.100 "8$!# $!*OEME/(10 1G0.XX 0.00X8 0.0>;0 >8>>"!8 $!P0G 128.00 0.00X8 0.08"#!"> $!$8

:II:A,I?


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P0> 1;;.00 0.00X 0.01G0 ">8!>" $!$"OEME/(0X 0.00>8P0> 1;X.00 0.00>8 0.0;10 #8*#"!$ $!$P0X 12.00 0.00 0.00;1 0.100 >"#!$ $!OEME/(12 0.00 0.01X 0.08$ $!**P1< 1>X.00 0.002> 0.880 *>!>8 $!8OEME/(1X 1>X.1 0.0101 0.880 >2"#!> $!$P1< 128.00 0. $!$8OEME/(0 0.00;0P1; 1>X.G0 0.0GX0 8*!2 $!P12 1;0.00 0.01X8 0.02>0 *2#$!"> $!OEME/(1 1!$> $!*OEME/(< 1>G.2 0.00X0 0.02!2* $!>OEME/(; 1X>.00 0.01 0.01G0 88!8 $!$8P1>

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43/56

OEME/($!2 $!#P1;P1G 1>0.>X 0.10G8 0.100 "8"#!" $!OEME/(88 1G8.00 0.0X1< 0.0;10 >>!" $!"OEME/(8< 12.00 0.0;X> 0.08> $!#')P(08 1;;.00 0.1># >>!#$$T9?EIA J J $!$$$T9?EIA */2 $!$#> *!"> *>$!2

E,9MEN

TBTAL

TIPB 5E ME5I5A m m mT9?EIA / >!8 >>!#$ ##8!8T9?EIA $!$$$$ J $!$$$

T9?EIA */2 !28$ *0>$!2 *#$!#

CAPTACIBN JCAMAA 5E

E9NIBN

CAMAA 5EE9NIBN J

E,EBIB

ANTE, 5ELE,EBIB

5E,P9E, 5ELE,EBIB

LINEA 5ECBN59CCIBN

LINEA 5E5I,TI?9CIBN


44/56

:

!A,

:IA!I/> $!>" 8!*" !*"

$!#" $!8 $!$* 8!* !*

$!#" $!$> $!$$ 8!* !*

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$!#" $!$> $!$$ 8!*$ >>#!*$

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$!#" $!8 $!$ 8!$ >#!$

$!#" $! $!$

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!"$ $!"# $!2* 8$!# "8!#>

$!#" $!>$ !$# 8$!# >2!8$

$!#" $!2 $!2* 8$! >2!*"

$!#" $! $!$ 8$!8 >2#!8

$!#" $!$> $!$$ 8$!8 >>2!8

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$!#" $!$> $!$$ 8$!" >28!"

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45/56

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!"$ $!2$ $!$> 8$!> >2#!>

!"$ $!2$ $!** 8$!*> >2#!2

$!#" $!*> $!$> 8$!* >2"!*

$!#" $! $!$* 8$!8 8$!#

$!#" $!$> $!$ 8$!> >2#!>

$!#" $!2 $!$" 8$!> >2#!>$!#" $!8 $!$ 8$!2 >>!2

$!#" $! $!** 8$! >>!

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Calculos de Sistema de Agua CAMBIAD

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