Obras hidraulicas.docx

3er Examen Parcial

Introduccin

El agua, uno de los elementos ms importantes del a naturaleza, cae del cielo en forma de lluvia y fluye por la superficie de la tierra creando arroyos, ros y lagunas. El agua, en constante movimiento, fluye de acuerdo a la topografa por donde se desliza. De esta manera, el agua viaja siguiendo la trayectoria que le marcan los suelos, los declives, las quebradas y hondonadas, formando lo que llamamos una cuenca.Una cuenca hidrogrfica es entonces la superficie de drenaje natural,donde convergen las aguas que fluyen a travs de valles y quebradas, formando de esta manera una red de drenajes o afluentes que alimentan a un desage principal, que forma un ro.Las cuencas son reas naturales que recolectan y almacenan el agua que utilizamos para el consumo humano y animal, para los sistemas de riego agrcola, para dotar de agua a las ciudades y hasta para producir la energa elctrica que alumbra nuestros hogares. Por eso, la preservacin de las cuencas hidrogrficas es un factor importantsimo para el desarrollo integral de nuestra vida.

El funcionamiento de una cuenca se basa en los principios del Hidrolgico y sus relaciones con suelos y aguas. Por eso, hablar de cuenca hidrogrfica es hablar del comportamiento del agua.En la naturaleza existen dos fuentes de agua hacia la atmsfera: La evaporacin de superficies de agua, como son los mares, ros y lagos; y la evaporacin de suelos cubiertos con vegetacin.En este ltimo caso, la evaporacin de agua del suelo y la transpiracin de las plantas envan simultneamente el vapor de agua hacia la atmsfera. Una vez en la atmsfera, el vapor regresa a la tierra en forma de lluvias. Las lluvias, que varan en intensidad de acuerdo al lugar y poca del ao, alimentan la red de drenajes de la cuenca. Aun cuando no siempre llueve por igual sobre toda la extensin de la cuenca, observamos que el cauce principal presenta variaciones que son el reflejo de las lluvias ocurridas en las subcuencas.En las zonas lluviosas, el bosque es la formacin vegetal que ofrece mejor defensa del suelo contra la erosin, ya que las hojas de los rboles detienen el impacto de las gotas de lluvia y ayudan a almacenar temporalmente el agua, regulando los caudales de los ros. A esta intercepcin de la lluvia por la capa vegetal, le sigue un proceso de infiltracin del agua hacia dentro del suelo. Este proceso de infiltracin forma las corrientes o ros subterrneos, que ayudan a mantener la humedad del suelo y proveen de agua a los ros superficiales durante el verano.Sin embargo, no toda el agua de lluvia se filtra hacia el subsuelo, pues llegado cierto momento la tierra se satura de agua, dando paso a la escorrenta, el agua fluye por la superficie de la tierra hacia los cauces de los ros, aumentando su volumen a medida que llega el agua de las partes ms lejanas.

Si en la cuenca no existe vegetacin suficiente para frenar la velocidad de las aguas de escorrenta, la fuerza de esta agua tiende a provocar desbordamientos e inundaciones en los ros y procesos de erosin que destruyen los suelos agrcolas de la zona.El ciclo del agua termina donde empez, es decir, con la transpiracin de agua por las plantas que habitan los bosques y la evaporacin del agua del suelo y de los ros que forman la cuenca hidrogrfica.En la ingeniera civil es de suma importancia tener el conocimiento de estas mismas ya que en construcciones como represas, hidroelctricas, presas es lo primordial conocer el comportamiento de estas mismas ante distintos fenmenos que la naturaleza pudiera ocasionar y evitar daos en la estructura o catstrofes a causa de un mal diseo, para este trabajo se realizara el clculo de distintas obras hidrulicas para lo cual se requiere un buen anlisis. Se mostraran los procedimientos y calculosa si como resultados obtenidos en cada uno de los casos que se necesitaron evaluar, as como los datos necesarios para llegar a estos resultados.

Desarrollo

1- A partir de los siguientes datos de area elevacin; calcular la capacidad del embalse (volumen tili) y el volumen para cada elevacin en Mm3

El incremento de volumen entre dos curvas de nivel consecutivas se calcula con la siguiente expresin:

Dnde:= incremento de volumen entre curvas de nivel consecutivash = diferencia de nivel entre curvas de nivel consecutivasAi = rea correspondiente a un nivel inferiorAs = rea correspondiente a un nivel superior

Grafica obtenida

Fig1.En la siguiente grafica se entra con el volumen til y volumen muerto para calcular sus respectivas alturas.

2-En la salida de la cuenca MARTINICA se piensa construir una presa para abastecimiento de la poblacin Irakere. Por lo tanto es necesario realizar el estudio hidrolgico mensual correspondiente a la cuenca en mencin. Deber desarrollar un anlisis de oferta y demanda del recurso hdrico en la cuenca. A partir de los resultados obtenidos, calcular caudales (m3/s), Volmenes mensuales (Mm3), Demanda (Mm3), volumen til, muerto y Capacidad del embalse (Mm3). Es necesario construir la curva IDF, por el mtodo de Cheng para obtener las intensidades de diseo para mes. Se proporcionan los siguientes datos para efectos de obtener una demanda constante. Poblacin 175.000 habitantes Dotacin 165 l/hab/dia El tipo se suelo predominante en la cuenca tiene un nmero de curva segn el SCS correspondiente a 74 a) Calcular el caudal total mensual (m3/s), Volumen total mensuales (Mm3), Demanda (Mm3), volumen til, muerto y Capacidad del embalse (Mm) para un Tr: 50 y 100 aos.b) Realizar los clculos anteriores por el mtodo racional c) Realizar una discusin de los resultados obtenidos en el punto anterior

Para el anlisis dela cuenca Martinica, se contaban con el registro de una estacin la cual tena informacin de 11 aos, comprendidos entre 1998-2008. Lo primero que se realizo fue un anlisis delas lluvias mximas de cada mes de cada ao y se obtuvo la siguiente tabla que se muestra a continuacin.AoEneFebMarAbrMayJunJulAgoSepOctNov Dic

199801,211,9907888,234,253,422,339,5323,244,8

19992,62016,4000000000

200018,545,314311654125759318,526,525

200124013,41830,73814,2671154737,69,9

20026,22823483927,5493130473019,5

2003013,43233311576525963893421,5

20048,613460,03513645,0312,7595200

2005371,5045404944806425298,5

20060,705728,5553954430000

200701262825537544451543,637

20084,522221200000000

En la siguiente tabla se muestran los meses de cada ao, con su precipitacin mxima.Despus se tomaron la cantidad de das llovidos en cada mes de cada ao, y se realiz otra tabla similar a la anterior.AoEneFebMarAbrMayJunJulAgosSepOctNovDic

1998011516918161310810

1999345000000000

200037181391514161239

200140481011141916986

20022231110161211141183

200302310101514161515114

200421410 3191518 318131500

20053101010161318121076

20061079141315140000

20070151014141419141257

20084571000000000

Se tiene la cuenca Martinica Se import a Autocad y se calcularon las reas, as como las pendientes, con las cuales se calcularon el tiempo de concentracin.

Tabla con reas y Tiempo de concentracin para cada subcuenca.

A continuacin se realizaron las Curvas IDF respectivas a cada mes.

En nuestro caso sern de 2, 5, 10, 25, 50 y 100 aos.

= = 19.146Media= Media mximos= 9.282Media Dias= 2

S= 12.163= media- 0.57772* =3.808Enero

Media DiasDesv.est SAlfa Media Maximosmiu

212,1639,4849,2823,808

Yt=-Log*(Log Xt= + *YtTr aosYtXt Intensidad mm/hr

2,0000,3677,2840,303

5,0001,50018,0330,751

10,0002,25025,1501,048

20,0002,97031,9771,332

50,0003,90240,8141,701

100,0004,60047,4351,976

2.2 mm

Se entra al grafico en el eje x, con el dato de la media de mximas lluvias en cada mes y se intersecta la curva que del promedio de das llovidos en cada mes.

a=14.4, b=4.4, c=0.62

Precipitacin mm

TrTiempo en minutos

10203060120

21,3281,9152,3223,1484,185

52,5583,6894,4726,0648,063

103,4885,0316,0998,26910,996

254,7196,8058,25011,18514,873

505,6498,1479,87713,39117,806

1006,5809,48911,50415,59720,739

Intensidad mm/h

TrTiempo en minutos

10203060120

27,967363245,7454,6433,1482,093

515,347864211,0688,9456,0644,031

1020,930997615,09412,1998,2695,498

2528,311498620,41616,50011,1857,436

5033,89463224,44219,75413,3918,903

10039,477765428,46823,00815,59710,369

Y finalmente se grafica intensidad vs duracin para obtener las curvas IDF:

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.

Con la siguiente formula calculamos el caudal para cada subcuenca.

DondeQ= es el gasto en m3/segC= Constante del tipo de sueloI = IntensidadA = rea en km20.278= Coeficiente para obtener el gasto en m3/seg

Con el tiempo de concentracin, se obtiene la intensidad para cada subcuenta y se aplica la formula racional, para calcular el caudal de cada subcuenca con un periodo de retorno de 50 y 100 aos, al final se suman los caudales para obtener un caudal final para cada mes.

Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.

Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Febrero


2,18214,11611,00614,2217,868

Se obtienen estos datos probabilsticos, ya que son necesarios para la obtencin de las curvas IDFTr aosYtXt Intensidad mm/hr

2,0000,36711,9020,496

5,0001,50024,3771,016

10,0002,25032,6361,360

20,0002,97040,5591,690

50,0003,90250,8142,117

100,0004,60058,4992,437

Se calcula la intensidad para periodo de retorno de 50 y 100 aos.

Mediante el mismo procedimiento anterior se calculan las precipitaciones 3.8mm

0.31927

10.42a= 16b= 5.2c= 0.66

1,799 2.057

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Marzo


3,63619,75915,40722,42713,535


2,0000,36719,1810,799

5,0001,50036,6441,527

10,0002,25048,2052,009

20,0002,97059,2952,471

50,0003,90273,6503,069

100,0004,60084,4083,517



0.2658

12.81a= 11b= 2.8c= 0.58

1,751 2.544

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Abril


8,10028,07021,88740,68528,052


2,0000,36736,0731,503

5,0001,50060,8802,537

10,0002,25077,3053,221

20,0002,97093,0593,877

50,0003,902113,4524,727

100,0004,600128,7345,364



0.3492

27a= 18b= 6.1c= 0.69

1,66 6.37

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos. Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Mayo


10,54533,70526,28043,60928,440


2,0000,36738,0721,586

5,0001,50067,8592,827

10,0002,25087,5803,649

20,0002,970106,4984,437

50,0003,902130,9845,458

100,0004,600149,3336,222


Mediante el mismo procedimiento anterior se calculan las precipitaciones 12mm

0.3151

27.60 a= 15b= 4.8c= 0.64

1.70 6.23

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos. Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Junio


10,72726,98221,03940,42728,284


2,0000,36735,9951,500

5,0001,50059,8402,493

10,0002,25075,6283,151

20,0002,97090,7723,782

50,0003,902110,3754,599

100,0004,600125,0645,211



0.3889

29.41a= 19.9b= 6.8c= 0.705

1.653 7.24

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos. Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Julio

Media DiasDesv.est Alfa Media Maximosmiu

11,50034,19526,66242,85727,468


2,0000,36737,2401,552

5,0001,50067,4602,811

10,0002,25087,4683,644

20,0002,970106,6604,444

50,0003,902131,5025,479

100,0004,600150,1186,255



0.3974

34.76 a= 22b= 7.4c= 0.74

1.71 7.68

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos. Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Agosto


13,18228,44022,17542,28229,482


2,0000,36737,6101,567

5,0001,50062,7442,614

10,0002,25079,3853,308

20,0002,97095,3483,973

50,0003,902116,0094,834

100,0004,600131,4935,479



0.3961

31.45 a= 21.9b= 7.3c= 0.72

1.65 7.97

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos. Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Agosto


13,18228,44022,17542,28229,482


2,0000,36737,6101,567

5,0001,50062,7442,614

10,0002,25079,3853,308

20,0002,97095,3483,973

50,0003,902116,0094,834

100,0004,600131,4935,479



0.3961

31.45 a= 21.9b= 7.3c= 0.72

1.65 7.97

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos. Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Septiembre


10,27338,64730,13445,20927,816


2,0000,36738,8601,619

5,0001,50073,0153,042

10,0002,25095,6283,984

20,0002,970117,3194,888

50,0003,902145,3956,058

100,0004,600166,4356,935



0.3859

36.91a= 22.2b= 7.1c= 0.71

1.74 8.77

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos. Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Septiembre


10,27338,64730,13445,20927,816


2,0000,36738,8601,619

5,0001,50073,0153,042

10,0002,25095,6283,984

20,0002,970117,3194,888

50,0003,902145,3956,058

100,0004,600166,4356,935



0.3859

36.91a= 22.2b= 7.1c= 0.71

1.74 8.77

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos. Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Octubre


8,54528,11821,92433,82121,166


2,0000,36729,2021,217

5,0001,50054,0512,252

10,0002,25070,5042,938

20,0002,97086,2863,595

50,0003,902106,7144,446

100,0004,600122,0225,084



0.2773

19.55a= 12.5b= 3.45c= 0.6

1.74 4.19

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos. Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Noviembre


4,54515,77912,30316,7189,617


2,0000,36714,1260,589

5,0001,50028,0711,170

10,0002,25037,3031,554

20,0002,97046,1591,923

50,0003,90257,6232,401

100,0004,60066,2132,759



0.2690

10.03a= 12b= 3c= 0.58

1.77 2.07

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Posteriormente se realiz el mismo procedimiento para las estaciones faltantes y se obtuvieron los resultados siguientes: Diciembre


4,09115,82012,33515,1097,989


2,0000,36712,5100,521

5,0001,50026,4911,104

10,0002,25035,7481,489

20,0002,97044,6271,859

50,0003,90256,1202,338

100,0004,60064,7322,697



0.319

11.42a= 15.6b= 5c= 0.66

1.81 2.15

En el siguiente grafico se puede observar la intensidad de las lluvias con respecto a un tiempo dado.Se calcula la lnea de tendencia de los periodos de retorno par 50 y 100 con su respectiva ecuacin, para obtener posteriormente las intensidades de cada cuenca, con el tiempo de concentracin de cada una.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aos.Obteniendo un caudal final para un periodo de retorno de 50 aos y uno de 100 aosA partir de los caudales obtenidos anteriormente se toma el caudal de un mes, el que sea el mayor de todos, para un periodo de retorno de 50 y 100 aos, a partir de ellos empezaremos a calcular el volumen til y volumen muerto, con el caso 1, para una demanda constante. Datos:Poblacion: 175000 habitantes Dotacion: 165 l/hab/diaDotacion= (Poblacion*Dotacion)/(1000*86400)= 0.334

Volumen til par aun periodo de retorno de 50 aos= 488.76 Mm3

Volumen til para un periodo de retorno de 100 aos= 175.77 Mm3

3- Obtener las alturas del dique:

Los clculos anteriores se logran mediante la interpolacin entrando a la curva caracterstica altura-volumen ya que se tiene un volumen de entrada a la curva y se lee la altura correspondiente a ese volumen. Para desarrollar los clculos se utilizara la informacin proporcionada en el punto 1. Para el clculo de la altura por oleaje tener en cuenta que la velocidad del viento es de 150 km/h.

Para Hm y Hu, se entra mediante esta escuacion que se obtuvo con una lnea de tendencia de la curva area-volumenY= 0.026x+71.252Hmax= Hm + Hu + Bl

Hl = Bl Hd HoBl = Hd + Ho + Hl

Hu184,591547

Hm24,8718347

BL1,2

Hmax210,663382

Hd0,67777598

Ho0,74709357

Hl1,26931758

4- Realizar el diseo hidrulico de un vertedero tipo WES (Creager) para los un Tr: 50 y 100 aos a partir de la informacin obtenida en el punto 2. Es necesario determinar la cantidad de agua que circular por el embalse durante un evento extremo para los Tr: 50 y 100 aos, por lo tanto deber obtener los caudales mximos de diseo para la obra de excedencia.Para un periodo de retorno de 50 aosQmax= 1528.23 m3/sHmax= 215.85m1. Calcular la longitud de la cresta L= 35 m2. Clculo de la carga de diseo (Hd): Ecuacin de Francis.

= 8.25m1. Si h/Hd es mayor a 1.33 el efector de la velocidad del viento es despreciableh/Hd=2.6 Por lo tanto He=Hd.2. Determinar el valor de la velocidad del flujo en la cresta, a partir de la ecuacin de continuidad Q=VAV=Q/A= 1528.23/289.02= 5.28 m/sArea= L*Hd= 35*8.25= 289.02m2Es un flujo supercrtico.3. Calcular la profundidad critica Yc

= 5.79

4. Se calcula la velocidad crtica Vc.

5. Calcular el perfil del aliviadero mediante la utilizacin de los parmetros (K) y (n) que son funcin de la pendiente de la carga aguas arriba del vertedero tipo creagerLa forma de la ecuacin general es:

Donde:K=1.658 n=1.856. Diseo del pozo de amortiguamiento: Convertir el flujo supercrtico en subcritico. Calcularemos la V1 al pie del aliviadero= 65.07 m/s

7. Calcular la altura del agua a la salida o pie de la presa (Y1):= 0.678. Calcular el nmero de Froude (F1).= 2.539. Determinar la altura del diente del dique en el pozo amortiguador con base en la relacin F1 vs h/Y, y se despeja el valor de (h)h/y= 45.29h= 30.38

10. Calcular el valor de la altura mxima del resalto (Y2) en el pozo de amortiguacin.

Y2=35.3711. Determinar el valor de la profundidad del flujo a la salida del pozo de amortiguamiento. (Y3)= 33.7112. Determinar la longitud del pozo de amortiguamiento (Lj):=239.46

Para un periodo de retorno de 100 aosQmax= 1332.5 m3/sHmax= 215.85m1. Calcular la longitud de la cresta L= 35 m2. Clculo de la carga de diseo (Hd): Ecuacin de Francis. = 7.53m3. Si h/Hd es mayor a 1.33 el efector de la velocidad del viento es despreciableh/Hd=2.86 Por lo tanto He=Hd.4. Determinar el valor de la velocidad del flujo en la cresta, a partir de la ecuacin de continuidad Q=VAV=Q/A= 5.05m/sArea= L*Hd= 263.78m2Es un flujo supercrtico.5. Calcular la profundidad critica Yc=5.28

6. Se calcula la velocidad crtica Vc.=7.20 m/s

7. Calcular el perfil del aliviadero mediante la utilizacin de los parmetros (K) y (n) que son funcin de la pendiente de la carga aguas arriba del vertedero tipo creagerLa forma de la ecuacin general es:

Donde: K=1.658 n=1.858. Diseo del pozo de amortiguamiento: Convertir el flujo supercrtico en subcritico. Calcularemos la V1 al pie del aliviadero= 65.2m/s

9. Calcular la altura del agua a la salida o pie de la presa (Y1):= 0.5810. Calcular el nmero de Froude (F1).= 2.711. Determinar la altura del diente del dique en el pozo amortiguador con base en la relacin F1 vs h/Y, y se despeja el valor de (h)h/y= 53.77h= 31.39

12. Calcular el valor de la altura mxima del resalto (Y2) en el pozo de amortiguacin.

Y2=38.5313. Determinar el valor de la profundidad del flujo a la salida del pozo de amortiguamiento. (Y3)= 36.1514. Determinar la longitud del pozo de amortiguamiento (Lj):=261.85

5- Calcular el ancho de la corona, proponer y evaluar la estabilidad de los taludes siguiendo la metodologa de Taylor.

El ancho de la corona se encuentra determinado por la altura total de la presaEn ancho de la corona, el U.S. Boreau of reclamation recomienda:

C= 3 +(210.66/5)= 47.132

Se propone un material Arcilla y gravas secas1. Se considera el ngulo de friccin interna =0.232 del material a utilizar.2. Se propone un talud (m) para verificar.3. = 1.7 ton/m2

4. Con el valor del Factor de profundidades se entra al baco de Taylor y se intercepta el valor del coeficiente de estabilidad Ns= 0.02

5. Se calcula el factor de seguridad

Fs= 1.675

Si el factor de seguridad es igual o superior a 1.5 se deduce que el talud propuesto es estable, caso contrario se debe modificar el valor del talud hasta obtener la condicin de estabilidad.

7- El volumen de agua del embalse mencionado en el punto 2, ser utilizado para abastecimiento de la poblacin Los Cordobas. Se requiere disear una bocatoma o captacin lateral para el acueducto, tambin se requiere disear la rejilla. Datos K1: 1.25 K2: 1.7 Para la rejilla asuma una prdida de 6 cm. Q =CdA 2ghLa velocidad de aproximacin de 0.60 m/s Asuma una carga de H = 0.45 mSitio de captacin A continuacin se presenta la seccin trasversal correspondiente al lugar donde se proyectar la captacin.

Es necesario Presentar los grficos correspondientes a cada diseo con sus respectivas dimensiones y componentes.

Poblacin175000habitantesDotacin165l/hab/diaNivel mnimo de aguas99,1mNivel mximo de aguas102,5mK11,25K21,7Prdida0,06mLa velocidad de aproximacin 0,6m/sAsuma una carga de H 0,45mFactor de forma circular1,79Espesor de la barra10,0254plgEspacio mnimo entre barras10,0254plghv0,018348624, Volumen util y capacidad del embalse del punto 2= 175,72m3/s1) Caudal Medio Diarioq=Pd/86400334,20138892) tipo de captacin lateralCaudal Mximo Diario (QMD)417,7517361Caudal Mximo Horario (QMH)522,18967013) Caudal a captarCaudal de diseo1253,2552084) Diseo de la rejillangulo de inclinacin75Entrada de agua por la rejilla: vertedero de cresta delgada5) Frmula de Kirshmmerh=B(W/D)^4/3) Hv SEN0,0311684866) Frmula de VillemonteSumergenciaS=H-prdidas/H0,866666667Q1=Q/(1-S^n)^0.3852360,187322lts/seg2,360187322m3/segLongitud EfectivaLe=Q1/1.84*H^3/2=0,387210763Nmero de espacios15,2445182416Nmero de barras#espacios-115Le=(#espacios+#barras)(O)0,78747) Checamos con la frmula de Engels para vertedero lateralLe= ((Q1/(1.86*H^(1.6)))^(1/0.9)4,8977739038) Cmara de derivacinCota mnima del ro99,1Carga sobre el vertedero0,45Se recomienda la cmara ser de 2x1.5m con la finalidad de que una persona pueda maniobrar.Cota de nivel mnimo del agua en la caja de derivacin99,04Diseo de la conduccin bocatoma desarenadorSe toma un caudal 2 veces al caudal mximo diarioQ=2(QMD)0,835503472Orificio sumergido (ecuacin de Torricelli)Q=CA((2gh)^(1/2))0,000189602Cota eje de la tuberaCota mnima caja de derivacin -H98,98Cota de bote tubera de salida hacia el desarenador (tubera de fondo)98,8276

8) Disear una presa de derivacin para un H= 2.8 y una carga total sobre la cresta de 2 mA= 15.1B=1.2C=3.1D= 5.2E=10.8F= 3.1G=0.5J= 0.3K= 0.55

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