El cazadero Tpresa

8/19/2019 El cazadero Tpresa

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OBRA DE EXCEDENCIAS DE LConstructores Civiles S.A d-Constructores Civiles S.A

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-Constructores Civiles S.A

2

ndice


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ContenidoDatos de la empresa.............................................................2

Misión y Visión....................................................................!.

Introducción.........................................................................

Infomación general.............................................................#.

Hidrología.....................................................................#.

Geología.......................................................................$.

Obra de ecedencia!!!...!!!!!!!!!!!!!!!!!!!."

#lanos...................................................................................$

Memoria de c%lculo............................................................12

&onclusión............................................................................

'

D%tos de l%e&'res%


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(tender las necesidades a tra)*s de una respuesta constructi)a alme+oramiento de obras ,idr%ulicas.

-uper)isar las obras ,idr%ulicas construidas en me+ora diaria con la nalidad de,acer m%s amena la )ida de la sociedad.

/

(ISI)N

*ISI)N


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0ases del proyecto

a obra ue se e)aluar% consiste en un )ertedor3 la cual consta de dos tramos

correspondientes a distintos tipos de estructuras4 el tramo principal3 de seccióngra)edad construida de concreto masi)o con)encional

&onstructores &i)iles -.(. de 5.. e)aluar% el dise6o de la obra de ecedencias

de la presa3 7l &a8adero ubicada a 119 :m de la capital de ;acatecas3 es

esencial corroborar ue las dimensiones y par%metros de dise6o son los

adecuados.


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>u+os ecesi)os en *pocas ecesi)amente llu)iosas o en 8onas de llu)iastorrenciales concentradas en pocos meses del a6o3 e)ita a)enidas einundaciones.

as obras de ecedencia o )ertedores en una presa se construyen con el ob+eto

de dar paso a los )ol?menes de agua ue no pueden retenerse en el )aso deuna presa de almacenamiento.

Generalmente los )ertedores se clasican de acuerdo con su rasgo m%sprominente como pueden ser la forma de la cresta3 la forma como desfoga lacorriente o alguna otra característica. -in embargo3 considerando ?nicamente lacresta )ertedora3 a continuación se da la clasicación de )ertedores m%s usualen presas de almacenamiento@

1. Vertedores de cresta de caída recta.

2. Vertedores con cimacio tipo &reager

os cuales pueden ser

aA 7conómico o la)aderobA Descarga directacA &anal lateraldA (banico

7l )ertedor a anali8ar es de tipo &reager3 seg?n (rregín &ort*s Belipe CM*ico4

IM(A el )ertedor con cimacio tipo &reager es el m%s recomendado en cortinasde mampostería o concreto3 donde la longitud del )ertedor puede uedaralo+ado en el cuerpo de la estructura. os cimacios tipo &reager se recomiendansu uso3 respecto a )ertedores de pared gruesa3 ya ue eliminan la turbulenciapor carecer de aristas. 7ste tipo tambi*n es recomendado en cortinas de tierradonde el )ertedor puede situarse en uno de los etremos de la bouilla.

os factores m%s importantes para la elección del tipo de obra de ecedenciasdepender% de las condiciones topogr%cas y geológicas de la 8ona donde se

alo+ar% la obra de ecedencias o )ertedor de demasías4 y del car%cter delr*gimen de la corriente apro)ec,ada4 de la importancia de la obra3 de losculti)os o construcciones locali8adas aguas aba+o4 de los materiales4 y delpresupuesto disponible. #ara este caso la presa se utili8a para riego.

E

PRESA "EL CAZADERO" DISTRITO DE

RIEO DEL RIO, ZACATECAS


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Descri'ci+n de l% 'res%

&on ob+eto de apro)ec,ar en riego las aguas del río Grande o (guana)al3 seconstruir% la presa F7l &a8aderoF3 ue consistir% esencialmente en una cortinadel tipo de roca3 pro)ista en su margen i8uierda de una obra de tomaconstituida por un conducto de sección ,erradura y de una obra de ecedenciasdel tipo de cresta libre con canal lateral.

In-or&%ci+n ener%l

ocali8ación@ ( 11= m aproimadamente al noroeste de la ciudad de ;acatecasy a unos 2 m aguas arriba de la población de 5ío Grande3 sobre el río Grandeo (guana)al3 en el municipio de -aín (lto3 ;acatecas.

D%tos /idrol+icos

5ío@ Grande o (guana)al.&uenca@ &on una %rea de = 1E9 m23 locali8ada en el estado de ;acatecas.

C%r%cter0stic%s del %l&%cen%&iento

rea del embalse@ /E" ,a. a la ele)ación 1 $1/.= m3 cresta del )ertedor. E""

,a. a la ele)ación 1 $1".12 m3 ni)el aguas m%imas.&apacidades del )aso3 en millones de m'@ otal ,asta la ele)ación 1 $1/.= m3cresta del )ertedor '.$4 a8ol)es "4 ?til 22.$4 superalmacenamiento ,asta laele)ación 1 $1".12 J.(.M.7. 2.9(ctualmente se tiene un )olumen estimado de ." millones de metros c?bicosde a8ol)es.

D%tos eol+icos

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ESCURRIMIENTO ANUAL

Período Datos observados de 1941 a 1967

Máximo 244 millones de metros cúbicos

Mínimo 19 millones de metros cúbicos

Promedio 67 millones de metros cúbicos

Avenida máxima registrada 437 m3/s el 25 de agosto de 1959


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Geología regional@ a obra se locali8ar% en el (ltiplano Meicano sobre la cuencadel río (guana)al ue drena ,acia la cuenca cerrada de la laguna. 7n la regiónse obser)an rocas sedimentarias posiblemente cret%cicas formadas por lutitasplegadas ue constituyen el basamento regional sobre el cual se depositaronmateriales de origen )olc%nico en forma de riolitas3 tobas ríoliticas y andesitas

ue localmente uedan cubiertos por materiales de acarreo antiguos deconglomerados. 7n las partes ba+as se obser)an acarreos de alu)ión de gra)asy arenas no consolidadas.Geología de la bouilla@ 7s abierta y est% formada por un basamento de lutitasplegadas impermeables sobre las ue descansan en la margen i8uierda tobas yriolitas algo fracturadas cubiertas por una delgada capa de suelo. Hacia la 8onadel cauce las lutitas uedan sepultadas por un espesor )ariable de / a = m demateriales de acarreo de alu)ión de gra)as y arenas parcialmente cementadasen su parte ba+a.-obre la margen derec,a las lutitas uedan cubiertas por espesores )ariables deriolitas y tobas con fragmentos de riolitas sobre las ue descansan en la partealta conglomerados parcialmente cementados así como gra)as y arenas sueltaspertenecientes a una posible terra8a antigua. 7l problema geológicofundamental ue presentó esta bouilla fue la ,eterogeneidad de los materialesue la constituyen con riolitas y tobas algo permeables3 descansando sobre elbasamento de lutitas impermeables.

Geología del )aso@ 7n la 8ona donde se construir% el )aso predominan losmateriales )olc%nicos de tobas y riolitas3 formando crestones trans)ersales ale+e del río pro)ocados por posibles afallamientos. Ocasionalmente se obser)an)entanas de las lutitas3 por lo ue se supone ue *stas constituir%n el

basamento impermeable del )aso.-ismología regional@ a obra se locali8a en la 8ona asísmica del país y el epifocom%s cercano se encuentra a unos E m al -K3 con una intensidad registradade = seg?n la escala de 5ic,ter.

"


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O1r% de e2cedenci%s

Descri'ci+n3 7star% alo+ada en la margen i8uierda3 en el etremo de la

cortina. -er% del tipo de canal lateral con cimacio perl &reager3 ue descargar%a un canal colector paralelo al mismo y el cual continuar% en un canale)acuador3 para descargar a un tanue amortiguador y posteriormente al río.

#ara tener acceso a la cortina3 desde la margen i8uierda3 se dispone de unpuente de concreto refor8ado sobre el canal de descarga.

()enida de dise6o@ 2 2 m'Ls aproimadamente.ongitud de la cresta libre@ 1/= m.&apacidad m%ima de descarga@ 2 m'Ls.

C%r%cter0stic%s ener%les de l%s di-erentes '%rtes 4ue co&'onen l%o1r% de e2cedenci%s3

Ci&%cio3 7star% construido de concreto simple3 con planta en 3 perl &reager3altura de 1.= m sobre el acceso y '. m sobre el desplante y tendr% su cresta ala ele)ación 1 $1/.= m. (guas arriba tendr% un dentellón y un delantal deconcreto.

C%n%l colector@ 7s de sección trapecial3 eca)ado en roca y re)estidototalmente de concreto3 con 1= m de anc,o de plantilla3 taludes .=@1 y longitudde 11/ m. 7l talud de la margen derec,a constituye a su )e8 la parte inferior del

cimacio.&anal de descarga@ 7n el etremo de aguas aba+o del canal colector principia elcanal de descarga3 de sección trapecial con 1= m de anc,o de plantilla3 taludes.=@1 y pendiente s .1=3 re)estido en su totalidad de concreto refor8ado.7ste canal descarga al tanue amortiguador.

T%n4ue %&ortiu%dor@ De sección trapecial de 2E m de anc,o de plantilla y/ m longitud3 con taludes .=@1. a plantilla3 constituida por una losa deconcreto refor8ado3 est% pro)ista de dientes3 tambi*n de concreto refor8ado. ostaludes est%n formados por muros de mampostería de 2 m de alto.

Del tanue amortiguador contin?a un canal de corta longitud3 tambi*n desección trapecial3 ue descarga al río.

#uente sobre el )ertedor@


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1

Pl%nos


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12

(e&ori

Des%rrollo

H max= NAME− Elev . crestavertedor

H max=1918.13−1914.5m=3.62m

#or lo tanto la Hm% '.E2

&omprobando la longitud de la cresta del cimacio con el coeciente dedescarga del )ertedor con la siguiente epresión@

C = Q

L∗( H d)3

2

C = 2000m3

/s

145m(3.62m)3

2

=2.0026

#or lo tanto la longitud de la cresta del cimacio es correcta.

a profundidad del canal de acceso es #1.= y aceptando la carga dedise6o del cimacio@

H d=3.62m

-e tiene@

P

Hd= 1.5m

3.62m=0.41

&on este resultado mediante la gura 1. CVer aneoA.

-e obtiene C5 ≈ 6.57


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,ora3 considerando la sección nal del canal colector ue se encuentra en la estación N1"" .

%lculo de la estación nal de la sección del canal colector @O.E

rocedemos a calcular el tirante crítico de la siguiente manera@ección del canal colector.

ustituyendo )alores en las ecuaciones.! 7c 1.

! 7c 2.

ustituyendo ecuaciones 1 y 2 en la ecuación '.

l v%lor de 8C 9 :5.$!$! erl cimacio

1'

7n seguida se procede a calcular el perl del cimacio@

Gasto unitario q=Q d

L =

2000m3/ s

145m =13.79

m3/ sm

V a= q

( H d+ P)= 13.79m

2/s3.62m+1.5m=2.694m / s

ha=Va

2

2 g=

(2.694 m

s )

2

19.762m/ s2=0.3699m

ambi*n ha se puede calcular de la siguiente manera@

ha=

q2

2 g( P+ho)=

(13.79m2/s )2

19.62m / s2(1.5m+3.62m)=0.3699m

ha

H 0=

0.3699m

3.62m =0.102

De la gura 2 C)er aneoA.

#or lo tanto la ecuación del perl del cimacio ueda.

.

y

H 0=−k ( x H 0 )

n

y

3.62=−0.51( x3.62 )

1.835

y=−0.1741 X 1.835

De la gura ' CVer aneoA.

1

H d=0.47

2

H d=0.20

X c

H d=0.22

! c

H d=0.085

#or lo tanto

51 1.91/ m 52 .92/ m c .9$E/ m

Pc .'99 m

#ara un talud 5.3: en la sección del canal colector

X = Hd

( " ∗a∗n )1

n−1

= 3.62m

( 0.51∗0.5∗1.835 )1

1.835−1

".$""$ m

! # =−0.1741 (8.9889m )1.835=−9.7972m

Pa ue la ele)ación P 1$1/.=mQ$.9$92m :;5!.$567& y laestación E=./$m N ".$""$m $!.5


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1/

• &alculo de la V&

De la fórmula del gasto. R V ( despe+ando la formula y calculando el%rea.

AC =15m+0.5! C 2=15m+0.5(10.7474)2=218.964m2

V c= Q

Ac= 2000m

3/ s218.964 m

2=9.1339m /s

V C 2

2g =

(9.1339m/ s)2

2(9.81m /s2) =4.2522m

• &%lculo de 7 mínima.

E m$n=! C +V C

2

2g =10.7474m+4.2522m=14.9996m

7 min 1/.$$$E m.

&on el mismo talud del canal colector3 anc,o de plantilla de 1= m3 y alturade escalón de .== m3 y el tirante al nal del mismo resulta de la ecuaciónde energía@

7le)aciones.

1"$".21m S 1"$9.EEm escalón ,

, escalón .== m T 8

! L+V L

2

2 g =%&+ Em$n+0.3[V C

2−V L2

2g ]! L+

V L2

2(9.8m /s2)=0.55+14.9996m+0.3[ (9.1339m /s )

2−V L2

2(9.81m/s2) ]! L+0.051V L

2=15.456+1.2757−[ V L2

19.61 ]! L+

50V L2

981=15.456+1.2757−[ 5V L

2

327 ]


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JO(@ como P UP&

1=

• Igualando ecuaciones

V L= Q

A L

A L=('+ " ! L)! L

V L= Q

('+ " ! L)! L

! L+ 65

981 [ Q('+ " ! L)! L ]2

=16.8217m

! L+ 65

981 [ 2000(15+0.5! L)! L ]2

=16.8217m

De acuerdo a la ecuación obtenemos los siguientes P considerables.

P1 Q'/.212m

P2 Q22."/'m

P' Q$.$1'"m

P/ $.9'''m

P= 1/.="'m

De acuerdo con esta condición P 1/.="'m

-iendo A L=( '+ " ! L ) ! L=(15m+0.5∗14.0583m ) 14.0583m=309.6924m2

# L='+2k ! L=15m+(2∗0.5∗14.0583m )=29.0583m

V L= Q

A L

= 2000m

3/ s

309.6924m

2=6.45802m /s

7l n?mero de Broude en la sección nal del colector es@

( rL= V L

√ g∗ A L# =

6.45802m /s

√9.81 m /s2∗309.6924m2

29.0583m

=¿ 0.6316


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1E

De auí denimos ue el escalón for8ar% a pasar de un r*gimen crítico asupercrítico. 7l escurrimiento en el canal colector como ya sabemos se tratade un >u+o espacialmente )ariado. (,ora procedemos a comprobar lapendiente longitudinal del canal de manera ue se satisfaga la condición dei y lograr las condiciones ,idr%ulicas debidas3 a tra)*s de@

)* L

! L+ 2

3[1+2 ( rL2 ]

-ustituyendo )alores

0.06∗114m14.0583m

+2

3 [1+2(0.6316)2 ]

0.4865


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1"

-e obser)a ue en todas las secciones P X


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