DISEÑO BOCATOMA

UNIVERSIDAD CATOLICA DE COLOMBIA

MUNICIPIO DE MADRID-CUNDINAMARCA Ing. Ernesto Torres

ANÁLISIS DEL CAUDAL DE DISEÑO

AÑO POBLACIÓN

2012 82592 180.00 30% 234.00 223.69 290.79 465.272017 101865 23.3353% 2.3335% 184.20 30% 239.46 282.32 367.02 587.232022 125676 23.3742% 2.3374% 188.51 30% 245.06 356.46 463.39 741.432027 155101 23.4136% 2.3414% 192.92 30% 250.80 450.21 585.28 936.452032 191477 23.4535% 2.3454% 197.44 30% 256.68 568.84 739.49 1183.192037 236463 23.4938% 2.3494% 202.08 30% 262.71 718.99 934.68 1495.492042 292113 23.5345% 2.3535% 206.84 30% 268.89 909.10 1181.83 1890.93

1. Caudales máximos

INC. POBLACIÓN

INC. CONSUMO

CONSUMO NETO

% PÉRDIDA

SCONSUMO TOTAL

Q MEDIO DIARIO (l/s)

Q MAXIMO DIARIO (l/s)

Q MAXIMO HORARIO

(l/s)



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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA

ACUEDUCTOS Y ALCANTARILLADOS Ing. Ernesto Torres

NOMBRE: Oscar Humberto Sanabria Escobar CODIGO: 502302 Fecha: 4/21/2023

CONTENIDO: Disñeo de Bocatoma PROFESOR A CARGO: Ing. Ernesto Torres

1. Grafico de Bocatoma

SOLADOSUPERIOR

SOLADOINFERIOR

ADUCCIÓN

CAMARA DERECOLECCIÓN

L' L

B

A

A

PLANTA BOCATOMA



2. Datos de Entrada

Caudal Maximo Diario QMD(2012): 290.79 l/s - 0.290793

Caudal Maximo Diario QMD(2042) : 1181.83 l/s - 1.1818

Caudales Aforados

Qmin: 0.3

Qmed: 0.8

Qmax: 5.5

Longitud L: 6.5 m Número de Contracciones n: 2

3. Diseño de La presa

3.1 Ecuaciones de Diseño

3.2 Cálculos

H: 0.21374L': 6.45725Vr: 0.8563

Pendiente: 0.03

m3/s

m3/s

m3/s

m3/s

m3/s

SOLADOSUPERIOR

SOLADOINFERIOR

ADUCCIÓN

CAMARA DERECOLECCIÓN

L' L

B

A

A

PLANTA BOCATOMA



4. Diseño de La Rejilla y Canal de Aducción


4.2 Cálculos

Xs: 0.57307Xi: 0.46873B: 0.67307

5. Longitud de rejilla y numero de orificios Vel. entre barrotes: 0.2 m/s

Barrotes - Varilla φ 1 " 0.0254 mφ 3/4 " 0.0191 mφ 1/2 " 0.0121 m

Vel. entre barrotes: 0.2 m/s Esp. Esp. Entre varillas 0.04i: 0.04




5.2 Calculos

An: 6.56574Lr: 14.4128he=hc: 0.68012ho: 0.91304Ve: 2.58171

Xs: 1.15888Xi: 0.8637B: 1.45888

Bmin: 1.2000

CALCULO DE COTAS CAUDAL DE EXCESOSFondo del rio en la captacion 2520 (H) Lamina de agua (m) 0.33

Lamina sobre la presa 0.137diseño 2520.21 (Qe) Caudal de excesos (m³/s) 0.137

maxima 2520.67promedio 2520.00

corona de los muros de contencion 2520.00canal de aduccion NIVELES DE AGUA EN EL CANAL DE ADUCCION

fondo aguas arriba 2519.64 (he) Aguas abajo 0.680fondo aguas abajo 2519.44 ( Lc) Longitud canal (m) 6.46

lamina aguas arriba 2519.64 (ho) Aguas arriba (m) 0.21lamina aguas abajo 2519.44 Aguas Arriba (HO) 0.36

camara de recoleccion Aguas Abajo (He) 0.56lamina de agua 2519.29 (Ve) Velocidad del agua al final del canal (m/s) 2.58

cresta del vertedero de excesos 2519.29 Cumplefondo 2518.89Tuberia de Excesos

(Qc) Caudal captado (m³/s)

Altura total de los muros de aduccion (m)

0,3 ≤ V ≤ 3,0 m/s



Cota de Entrada 2518.89Cota del Rio en la entrega 2517.39

Cota de Salida 2517.69



1. Diseño de la linea de aducción BOCATOMA - DESARENADOR

1.1 Datos de entrada

Caudal de diseño (Q) 1.1818 m³/sCoeficiente de rugosidad de Manning (n) 0.009

Longitud de conducción (L) 50 mCota de llegada al desarenador 2513.55

Cota de Salida de la bocatoma supuesta 2517.69Pendiente de la linea de energia (S) 8.28%

Diametro (D) 0.449 m Diametro (D) 17.70 "

Diametro comercial (") 10.00 "Diametro comercial (m) 0.254 m

1.2 Condiciones a flujo de tubo lleno

Caudal (Qo) 0.258 m³/sVelocidad (Vo) 5.094 m/s

Radio hidraulico (Ro) 0.064 mQ/Qo 4.58

TABLA 8.2 Relaciones hidraulicas para conductos circulares

Vr/Vo 0.802d/D 0.504

R/Ro 1.014Velocidad (Vr) 4.085 m/s

ESPECIFICACIONES CUMPLE RASProfundidad lámina de agua (d) 0.128 m

Radio Hidraulico ( R ) 0.064 m Esfuerzo cortante mínimo (τ) 52.301 N/m²

1.3 Verificación de la cota de salida de la BocatomaH 1.40 m

1.4 Caudal de ExcesoCaudal de excesos -0.924 m³/s

1.5 Cotas definitivas y condiciones hidraulicas

Cota de batea a la salida de la bocatoma 2517.69Cota clave a la salida de la bocatoma 2517.95Cota de batea a la llegada al desarenador 2513.55Cota clave a la llegada al desarenador 2513.81Cota de la lámina de agua a la llegada al desarenador 2513.68


1. Diseño del DESARENADOR

1.1 Datos de entrada

Período de diseño (años) 30 añosNúmero de módulos 2

Caudal minimo diario (año 2047) 0.207 m³/sCaudal medio diario (año 2047) 0.909 m³/s

Caudal maximo diario (año 2047) 1.182 m³/sRequerimiento de agua en la planta de purificación 0.0103 m³/s

Caudal de diseño de cada módulo 0.9091 m³/sRemoción de partículas de diámetro (d) 0.005 cm

Porcentaja de remoción 75Temperatura 16 °C

Viscosidad cinemática 0.011 cm²/sGrado del desarenador (n) 1

Relación longitud:ancho 4:01Cota de la Lámina en la Tuberia a la entrada del desarenador 2513.68

Cota de la batea en la tubería a la entrada del desarenador 2513.55Cota de la corona de muros 2513.75

1.2 Cálculo de los parámetros de sedimentación2.65 gr/cm²

Peso Específico del agua 1.00 gr/cm²Velocidad de sedimentación 0.20 cm/s

3.001.50

Tiempo de caida de la partícula (s) 733.94Periodo de retencion hidraulico (horas) 0.61

1.3 Dimensiones del tanqueVolumen del tanque (m³) 2001.69Área superficial del tanque (m²) 1334.46Ancho del tanque (m) 18.27Largo de tanque (m) 73.06

1.4 Carga Hidráulica58.86

Velocidad de sed, de la partícula críti 0.068Diametro correspondiente (cm) 0.003

3.03.318

Velocidad horizontal max (cm/s) 4.09Velocidad de resuspención max (cm/ 9.29

Peso específico de la arena (ρs)

De la tabla 9.3 con n=1 y remosion 75% θ/tProfundidad útil de sedimentación (m) Hsupuesta

Carga hidráulica superficial q(m3/m2*d)

Demostración θ/t=Vs/Vo

Velocidad horizontal Vh (cm/s)


1.5 Cálculo de los elmentos

1.5.1 Vertedero de salida0.0900.550.390.49

1.5.2 Pantalla de SalidaProfundidad (m) 0.75Distancia al vertedero de salida (m) 1.35

1.5.3 Pantalla de EntradaProfundidad 0.75Distancia a la cámara de aquietamie 18.27

1.5.4 Almacenamiento de lodosRelación longitud: prof. Lodos 10Profundidad máxima (m) 7.31Profundidad máxima adoptada 0.30Profundidad mínima adoptada 0.25Dist. Pto. De salidad a la cámara de 24.35Dist. Pto. De salidad al vertedero sali 48.71Pendiente transversal 0.27%Pendiente longitudinal (en L/3) 0.21%Pendiente longitudinal (en 2L/3) 0.10%

1.5.5 Cámara de aquietamientoProfundidad (m) 0.5Ancho (m) 6.09Largo (adoptado) (m) 1.0

1.5.6 Rebose en la cámara de aquietamientoCaudal de exesos calculado en la adu 0.137

0.680.2

0.616.09

Altura lámina de agua Hv (m)Velocidad en vertedero Vv (m/s)

Alcance filo superior (m) XsLongitud del vertedero de salida Lv (m)

Altura lámina de agua He (m)Velocidad en vertedero Ve (m/s)

Alcance filo superior (m) XsLongitud real del vertedero de salida Le (m)


DISEÑO TANQUE ALMACENAMIENTO

AÑO POBLACIÓNQ incendio

2012 82592 0.532 32042 292113 0.912 4

AÑO 2012 AÑO 2042TANQUE SUPERFICIAL TANQUE SUPERFICIAL

volumen del tanque (m3) 8207 volumen del tanque (m3) 33356volumen adicional (m3) 108 volumen adicional (m3) 144volumen incendio por poblacion (m3) 3827 volumen incendio por poblacion (m3) 6564volumen de emergencia (m3) 2079 volumen de emergencia (m3) 8375

VOLUMEN TOTAL DEL TANQUE VOLUMEN TOTAL DEL TANQUE

Volumen Max Diseño (m3) 8207 Volumen Max Diseño (m3) 33356Volumen adicional de incendio (m3) 10394 Volumen adicional de incendio (m3) 41875

PREDIMENSIONAMIENTO TANQUE SUPERFICIALPREDIMENSIONAMIENTO TANQUE SUPERFICIAL

k = 0,7 k = 0,7

H = 28 m H = 112 mB=L= 17 m B=L= 17 m

No hidrantes


Malla Tramo L (m) D (Pulg) D (m) Q lts Q m3/s H (m) H/Q Delta Q1 Q1 m3/s H (m) H/Q Delta Q2 Q2 m3/s H (m) H/Q Delta Q3 Q3 m3/s H (m) H/Q Delta Q4 Q4 m3/s

I

1 al 2 400 14 0.3556 206.5 0.2065 3.32 16.055 0.0478 0.2543 4.87 19.166 0.0082 0.2626 5.17 19.691 0.0000 0.2626 5.17 19.691 0.0000 0.26261 al 3 300 14 0.3556 -300.5 -0.3005 -4.98 16.564 0.0478 -0.2527 -3.61 14.294 0.0082 -0.2444 -3.40 13.898 0.0000 -0.2444 -3.40 13.898 0.0000 -0.24443 al 4 500 14 0.3556 -220.5 -0.2205 -4.68 21.220 0.0478 -0.1727 -2.98 17.238 0.0082 -0.1644 -2.72 16.537 0.0000 -0.1644 -2.72 16.537 0.0000 -0.1644

2 al 4 200 12 0.3048 93.5 0.0935 0.81 8.665 0.0935 0.81 8.665 0.0082 0.1017 0.95 9.309 0.0000 0.1017 0.95 9.309 0.0000 0.1017∑ -5.53 62.505 ∑ -0.904 59.363 ∑ 0.001 59.436 ∑ 0.000 59.436

0.0478 0.0082 0.0000 0.0000

Malla Tramo L (m) D (Pulg) D (m) Q lts Q m3/s H (m) H/Q Delta Q1 Q1 m3/s H (m) H/Q Delta Q2 Q2 m3/s H (m) H/Q Delta Q3 Q3 m3/s H (m) H/Q Delta Q4 Q4 m3/s

II

2 al 4 200 12 0.3048 -93.5 -0.0935 -0.81 8.665 0.0083 -0.0852 -0.68 8.004 -0.0007 -0.0859 -0.69 8.060 0.0031 -0.0828 -0.65 7.816 0.0000 -0.08282 al 6 300 12 0.3048 53 0.053 0.43 8.023 0.0562 0.1092 1.62 14.828 0.0075 0.1167 1.83 15.692 0.0031 0.1198 1.92 16.041 0.0000 0.11984 al 5 300 14 0.3556 -214 -0.214 -2.66 12.412 0.0562 -0.1578 -1.51 9.582 0.0075 -0.1503 -1.38 9.192 0.0031 -0.1472 -1.33 9.033 0.0000 -0.1472

5 al 6 200 14 0.3556 -100 -0.1 -0.43 4.334 0.0562 -0.0438 0.09 2.150 0.0075 -0.0363 0.07 -1.832 0.0031 -0.0332 0.06 1.700 0.0000 -0.0332∑ -3.47 33.435 ∑ -0.481 34.564 ∑ -0.176 31.113 ∑ 0.000 34.590

0.0562 0.0075 0.0031 0.0000

Perfil de conduccionAbscisa Rasante Clave Longitud Pendiente (%)

0 2538.5 2537.7200 2.43

200 2533.64 2532.84200 1

400 2531.64 2530.84200 2.5

600 2526.64 2525.84150 1.1

750 2525 2524.2150 4

900 2519 2518.2100 1.86

1000 2517.14 2516.34200 2.32

1200 2512.5 2511.7100 4

1300 2508.5 2507.7100 1

1400 2507.5 2506.7200 1.1

1600 2505.3 2504.5200 1.65

1800 2502 2501.2

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20002480

2490

2500

2510

2520

2530

2540

2550

PERFIL CONDUCCIONCOTAS CLAVE

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20002480

2490

2500

2510

2520

2530

2540

2550

PERFIL CONDUCCIONCOTAS CLAVE

DISEÑO BOCATOMA

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